Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[5]

Таблица 11. Данные по экстракции низкомолекулярного лигнина из автогидролизованной древесины сосны различными реагентами (в % от абс. сухой автогидролизованной древесины).

Температура взрывного автогидролиза, °С

Продолжительность взрывного автогидролиза, с

Содержание общего лигнина

Количество извлекаемого при экстракции низкомолекулярного лигнина

диоксан-вода

этанол-вода

0.5 н Na2CO3

0.1 н

NaOH

187

120

32.5

8.6

10.3

11.0

11.4

187

180

36.6

13.2

15.6

16.8

17.3

187

300

35.1

14.8

16.9

18.7

19.7

220

60

27.3

9.0

10.7

12.2

12.6

220

90

29.2

10.9

13.2

14.1

14.6

220

120

32.3

12.4

14.6

15.8

16.3

220

150

32.0

13.8

16.0

17.0

17.3

220

180

32.0

14.9

16.2

17.7

18.3

240

60

30.4

14.7

16.2

17.0

17.4

240

90

32.1

16.8

18.1

20.0

20.2

240

120

31.8

16.8

18.0

20.2

21.2

240

150

32.2

18.1

19.3

21.3

22.4

240

180

32.6

19.3

21.3

22.0

23.6

Таблица 1 2. Данные по экстракции низкомолекулярного лигнина из автогидролизованной древесины ели различными реагентами (в % от абс. сухой автогидролизованной древесины)

Температура взрывного автогидролиза, °С

Продолжительность взрывного автогидролиза, с

Содержание общего лигнина

Количество извлекаемого при экстракции низкомолекулярного лигнина

диоксан-вода

этанол-вода

0,5 н Na2CO3

0,1 н

NaOH

187

120

30.8

8.0

8.6

9.2

10.2

187

180

32.1

11.6

12.2

13.6

14.3

187

300

31.6

14.7

15.7

16.2

17.2

220

60

28.6

9.0

9.9

11.7

12.4

220

90

29.3

12.2

13.6

14.8

15.3

220

120

32.2

12.4

13.5

14.9

15.8

220

150

32.0

13.6

14.7

15.3

16.5

220

180

32.6

14.8

15.2

16.8

17.3

240

60

29.9

14.7

15.0

16.0

16.9

240

90

31.6

14.8

15.8

17.9

18.6

240

120

31.8

16.8

18.0

20.2

21.2

240

150

33.1

18.2

19.1

21.1

22.1

240

180

32.2

19.0

20.8

22.6

23.5

При повышении температуры процесса взрывного автогидролиза со 1 87 до 220°С содержание низкомолекулярного лигнина в автогидролизо-ванной древесине осины падает с 23-27 до 1421 %. Дальнейшее повышение температуры процесса до 240оС сопровождается увеличением содержания низкомолекулярного лигнина до 28%.

ния низкомолекулярного лигнина до 28%. Аналогичная тенденция наблюдается и в случае авто-гидролизованной древесины сосны и ели (см. табл. 11-12).

Анализ представленных данных свидетельствует о том, что в случае древесины осины при


1 87°С доминирующим является процесс деполимеризации лигнина, приводящий к тому, что 9398% от общего лигнина деструктируется с образованием низкомолекулярных фрагментов. Повышение температуры процесса до 220°С уменьшает долю низкомолекулярного лигнина от общего его содержания до 49-65% и может свидетельствовать о конкуренции процессов деполимеризации и ре-полимеризации лигнина. Дальнейшее повышение температуры обработки до 240°С несколько увеличивает удельный вес процесса деполимеризации, что приводит к увеличению доли низкомолекулярного лигнина до 62-84% от общего его содержания.

В силу более плотной сетки лигнина древесины хвойных пород при автивации древесины сосны и ели методом взрывного автогидролиза при температуре 1 87°С лишь 33-56% древесного лигнина деполимеризуется с образованием низкомолекулярных фрагментов. При повышении температуры процесса имеет место, по-видимому, та же конкуренция процессов деполимеризации и репо-лимеризации лигнина, как и в случае древесины осины, однако доля низкомолекулярного лигнина при этом составляет при 220°С 45-57 и 43-53%, а при 240°С - 57-72 и 56-73% от общего его содержания в автогидролизованной древесине сосны и ели соответственно.

Таким образом, на основании полученных результатов по содержанию основных компонентов древесины осины в автогидролизованной древесине при температурах 1 80-240°С, установлены основные закономерности их поведения в условиях процесса.

Показано, что гемицеллюлозы в условиях автогидролиза разлагаются уже при 1 87°С, а при 240°С они отсутствуют в автогидролизованном материале. Целлюлоза, как представитель трудно-гидролизуемых полисахаридов, практически не подвергается разложению (в количественном от-

ношении) и её содержание в твёрдых продуктах составляет 43-49%.

Содержание лигнина в автогидролизованной древесине заметно превышает его содержание в исходной, а основная масса его способна деполи-меризоваться с образованием низкомолекулярных фрагментов ароматического характера.

Данные закономерности поведения компонентов древесины в условиях взрывного автогидролиза имеют, по-видимому, общий характер и место при обработки любого лигноуглеводного сырья.

Некоторые различия в количествах тех или иных твёрдых продуктов, образующихся в условиях взрывного автогидролиза лигноуглеводного сырья, могут быть обусловлены различиями в исходном составе сырья и/или, как указывалось выше, различиями в плотности лигнинной сетки, что характерно для древесины лиственных и хвойных пород.

3. Возможности дальнейшей переработки автогидролизованной древесины с получением готовых продуктов

Реакции гидролитического расщепления геми-целлюлоз древесины в условиях взрывного автогидролиза и деполимеризации древесного лигнина приводят к тому, что твердый продукт автогидролиза древесины содержит после водно-щелочной экстракции значительное количество целлюлозы и лишь небольшое количество остаточного лигнина и гемицеллюлоз. Для древесины сосны и ели обнаружено, что выход твердого продукта снижается с повышением температуры процесса взрывного автогидролиза, а содержание в нём целлюлозы при этом увеличивается. Как следует из данных таблицы 1 3, при температуре взрывного автогидролиза 1 87°С и продолжительности автогидролиза 1 80 с выход твердого продукта из древесины сосны составляет 74.6% при содержании в нём целлюлозы 57.7%. При повышении температуры процесса взрывного автогидролиза до 240°С выход


твердого продукта снижается до 62.5%, а содержание в нём целлюлозы возрастает до 75.8%. Выход твердого продукта из древесины осины, обработанной в условиях взрывного автогидролиза при 240°С, составляет 56-65%, а содержание в нём целлюлозы до 85%.

Таким образом, проведенные исследования показали, что после удаления из автогидролизован-ной древесины сосны, ели и осины водорастворимых веществ и низкомолекулярного лигнина возможно получение твердого продукта с выходом 57-85%, который может содержать до 85% целлюлозы. Такие целлюлозосодержащие продукты могут с успехом использоваться для получения продуктов с более высоким содержанием целлюлозы при обработке различными реагентами, способными окислять содержащийся в них лигнин, или для получения глюкозы, клеев, лаков, левули-новой кислоты и др. [51 -52]. Выход, например, левулиновой кислоты из автогидролизованной древесины осины, сосны и ели составляет 25-25%

от исходной древесины в присутствии 5% H2SO4 [51]. Низкомолекулярный лигнин, получаемый в процессе взрывного автогидролиза, как было показано в [53-54], может служить исходным сырьем для получения таких веществ, как ванилин и сиреневый альдегид, причем их выход достигает 1 41 5% при нитробензольном окислении или окислении кислородом воздуха в присутствии железосодержащих катализаторов.

Установлено, что после обработки целлюлозо-содержащего продукта, выделенного из автогид-ролизованной древесины осины после водной и щелочной экстракций, пероксидом водорода в щелочной среде содержание целлюлозы в нём повышается до 95-96% (табл. 14).

Известные к настоящему времени схемы комплексной переработки автогидролизованной древесины ограничиваются преимущественно получением таких веществ, как волокнистые полуфабрикаты, растворы сахаров и низкомолекулярный лигнин [2-4, 7-9, 13-14].

Таблица 1 3. Выход твердого продукта в процессе взрывного автогидролиза древесины сосны, ели и осины и содержание в нем целлюлозы

Выход твердого продукта*, % к абсо-

Условия автогидролиза древесины

лютно сухой автогидролизованной древесине

Содержание целлюлозы (по Кюрш-неру) в твердом продукте, % к т. п.

Температура, °С

Продолжительность, с

сосна

ель

осина

сосна

ель

осина

187

120

83.3

85.6

61.1

54.1

51.6

73.6

187

180

74.6

78.2

61.3

57.7

55.8

74.2

187

300

68.8

702

63.0

61.6

61.5

72.1

220

60

74.8

74.3

70.6

57.6

59.5

67.3

220

90

72.2

72.2

68.6

61.5

62.4

69.5

220

120

69.1

71.6

71.0

63.5

61.8

65.6

220

150

67.6

70.2

65.5

65.4

63.0

75.3

220

180

65.4

68.5

61.7

67.3

64.0

75.2

240

60

68.4

67.5

64.6

69.4

71.9

74.5

240

90

60.0

63.6

56.1

79.7

75.4

82.4

240

120

62.1

62.6

57.2

77.5

75.9

84.8

240

150

62.6

62.9

58.9

77.5

76.8

83.7

240

180

62.5

62.6

57.2

75.8

78.8

85.1

после экстракции автогидролизованной древесины водой и 0.1н №OH.



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6]