The study of patterns of influence of alkali treatment on properties of organosolvent cellulose from straw of rice
Authors: Вураско А.В. , Симонова Е.И. , Минакова А.Р. , Манойлович Д.Д. 
Published: September 2020

Получение доступных сорбентов на основе природных материалов, для визуального колористического определения содержания ионов металлов в загрязненных природных и сточных водах является актуальным направлением исследований. Сорбенты на основе технической целлюлозы удовлетворяют этим требованиям. В работе для получения технической целлюлозы предложено использовать биомассу соломы риса. Для удаления из соломы риса минерального компонента при проведении окислительно-органосольвентной варки используют стадию щелочной обработки, которая приводит к деструкции полисахаридов, снижая выход технической целлюлозы. В связи с этим целью работы является изучение закономерностей проведения щелочной обработки соломы риса для максимального сохранения высокого выхода технической целлюлозы, извлечения минеральной части и возможности применения данной целлюлозы в качестве колористического сорбента. С учетом предварительных исследований найдены оптимальные значения технологических факторов, обеспечивающих высокий выход волокнистого материала из соломы риса при минимальном содержании в нем минеральных компонентов. Последующая органосольвентная варка позволяет получить техническую целлюлозу с выходом – 48,8% от абсолютно сухого сырья (а.с.с), зольностью 0,05% от а.с.с., содержанием лигнина 2,5% от а.с.с., удовлетворительными прочностными характеристиками, высокими сорбционными свойствами, необходимой белизной и рН водной вытяжки. Выявлено, что техническая целлюлоза из соломы риса содержит металлы, накопленные биомассой за вегетативный период. Щелочная обработка и окислительно-органосольвентная делигнификация в большинстве случаев приводят к снижению концентрации металлов в технической целлюлозе. Исключение составляют алюминий, железо и свинец, содержание которых в технической целлюлозе увеличивается. Таким образом, целлюлоза, полученная в оптимальных условиях щелочной обработки и последующей окислительно-органосольвентной варки из соломы риса, с учетом содержащихся в ней металлов, пригодна для использования в качестве сорбента для визуального колористического определения содержания ионов металлов в загрязненных природных и сточных водах.

Receive available sorbents based on natural materials for visual color determination of the content of metal ions in contaminated natural and waste waters is a topical area of research. Sorbents on the basis of technical cellulose satisfy these requirements. In the process of obtaining technical cellulose is proposed to use biomass straw rice. Removal of straw rice mineral component when carrying out the oxidation-organosolvent use the cooking stage alkali treatment, which leads to degradation of polysaccharides, reducing the output of technical cellulose. In this regard, the aim of this work is to study the regularities of the alkaline treatment of rice straw for maximum preservation of the high output technical cellulose, extracting the mineral and the possibility of using the cellulose as the colour of the sorbent. Taking into account the preliminary studies, optimal conditions of technological factors were found ensuring a high yield of fibrous material from rice straw with a minimum content of mineral components in it. Subsequent organosolvent pulping yields technical pulp with a yield of 48.8% bone dry raw material (BDRM), an mineral ash content of 0.05% of BDRM, a lignin content of 2.5% of BDRM, satisfactory strength properties, high sorption properties, the necessary whiteness and pH of aqueous extract. It is revealed that the technical cellulose from straw of rice contains metals accumulated biomass during the vegetation period. Alkaline treatment and oxidative-organosolvent the delignification in most cases leads to a decrease of metal concentrations in pulp technical. With the exception of aluminum, iron and lead, the content of which is technical cellulose increases. Thus, cellulose obtained in optimum conditions of alkaline treatment and subsequent oxidation-organosolvent pulping of straw of rice, taking into account the contained metals suitable for use as a sorbent for visual color determination of the content of metal ions in polluted natural and sewage waters.