AGRIS - 

2022

Евстигнеев, Эдуард Иванович

The review considers two directions of lignin valorization: valorization of technical lignins, as such, without preliminary depolymerization, and valorization through monomeric compounds formed as a result of their selective destruction. The first area includes the production of lignin hydrogels, the use of lignin in medicine and pharmacology, 3D printing, as well as in the production of carbon fibers and biofuels. Lignin hydrogels are distinguished by a high sorption capacity with respect to heavy metals such as lead, iron and copper, which, depending on the content of acidic groups in lignin and the molar mass of sorbate, is ~ 25-50% of the mass of lignin, and therefore they can be used for the purification of waste waters of chemical enterprises. Lignin has high biological activity against various pathogens, including viruses, which makes research in this area very relevant, especially against the backdrop of the COVID-19 pandemic. The use of lignin in some composites for 3D printing can increase the mechanical strength of finished products. The industrial implementation of the technology for the production of carbon fibers from lignin will ensure a twofold reduction in the mass of vehicles. The second direction of lignin valorization - hydrogenolysis and selective oxidation - allows one to obtain monomeric compounds with a yield close to the theoretical one. The economic aspects of valorization are also considered. In addition, based on a comparison of the results of valorization of coniferous and deciduous lignins, a hypothesis on the structure of native lignin was proposed. | В обзоре рассматривается два направления валоризации лигнина: валоризация технических лигнинов как таковых, без предварительной деполимеризации, и валоризация через мономерные соединения, образующиеся в результате их селективной деструкции. Первое направление включает в себя получение гидрогелей лигнина, применение лигнина в медицине и фармакологии, 3D-печати, а также в получении углеродных волокон и биотоплива. Гидрогели лигнина отличаются высокой сорбционной способностью по отношению к тяжелым металлам, таким как свинец, железо и медь, составляющей в зависимости от содержания кислых групп в лигнине и молярной массы сорбата ~ 25–50% от массы лигнина, в связи с чем их можно использовать для очистки сочных вод химических предприятий. Лигнин обладает высокой биологической активностью по отношению к различным патогенам, включая вирусы, что делает исследования в этой области весьма актуальными, особенно на фоне пандемии COVID-19. Использование лигнина в некоторых композициях для 3D-печати позволяет увеличивать показатели механической прочности готовых изделий. Реализация в промышленности технологии получения углеродных волокон из лигнина позволит обеспечить двукратное снижение массы автомобилей. Второе направление валоризации лигнина – гидрогенолиз и селективное окисление – позволяют получать мономерные соединения с выходом, близким к теоретическому. Рассмотрены также экономические аспекты валоризации. Кроме того, на основании сравнения результатов валоризации хвойного и лиственного лигнинов предложена гипотеза о строении нативного лигнина.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2022

Евстигнеев, Эдуард Иванович

The review considers two directions of lignin valorization: valorization of technical lignins, as such, without preliminary depolymerization, and valorization through monomeric compounds formed as a result of their selective destruction. The first area includes the production of lignin hydrogels, the use of lignin in medicine and pharmacology, 3D printing, as well as in the production of carbon fibers and biofuels.Lignin hydrogels are distinguished by a high sorption capacity with respect to heavy metals such as lead, iron and copper, which, depending on the content of acidic groups in lignin and the molar mass of sorbate, is ~ 25-50% of the mass of lignin, and therefore they can be used for the purification of waste waters of chemical enterprises. Lignin has high biological activity against various pathogens, including viruses, which makes research in this area very relevant, especially against the backdrop of the COVID-19 pandemic. The use of lignin in some composites for 3D printing can increase the mechanical strength of finished products. The industrial implementation of the technology for the production of carbon fibers from lignin will ensure a twofold reduction in the mass of vehicles.The second direction of lignin valorization - hydrogenolysis and selective oxidation - allows one to obtain monomeric compounds with a yield close to the theoretical one. The economic aspects of valorization are also considered. In addition, based on a comparison of the results of valorization of coniferous and deciduous lignins, a hypothesis on the structure of native lignin was proposed. | В обзоре рассматривается два направления валоризации лигнина: валоризация технических лигнинов как таковых, без предварительной деполимеризации, и валоризация через мономерные соединения, образующиеся в результате их селективной деструкции. Первое направление включает в себя получение гидрогелей лигнина, применение лигнина в медицине и фармакологии, 3D-печати, а также в получении углеродных волокон и биотоплива.Гидрогели лигнина отличаются высокой сорбционной способностью по отношению к тяжелым металлам, таким как свинец, железо и медь, составляющей в зависимости от содержания кислых групп в лигнине и молярной массы сорбата ~ 25–50% от массы лигнина, в связи с чем их можно использовать для очистки сочных вод химических предприятий. Лигнин обладает высокой биологической активностью по отношению к различным патогенам, включая вирусы, что делает исследования в этой области весьма актуальными, особенно на фоне пандемии COVID-19. Использование лигнина в некоторых композициях для 3D-печати позволяет увеличивать показатели механической прочности готовых изделий. Реализация в промышленности технологии получения углеродных волокон из лигнина позволит обеспечить двукратное снижение массы автомобилей.Второе направление валоризации лигнина – гидрогенолиз и селективное окисление – позволяют получать мономерные соединения с выходом, близким к теоретическому. Рассмотрены также экономические аспекты валоризации. Кроме того, на основании сравнения результатов валоризации хвойного и лиственного лигнинов предложена гипотеза о строении нативного лигнина.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2021

Абдуразаков, Аскар Шералиевич

Изучен процесс сушки водного раствора комплекса Альбендазола с пектином (далее по тексту – препарат) в вакуумно-сушильном шкафу и методом распылительной сушки. Установлено, что сушка в распылительной сушилке форсунчатого типа является предпочтительной по выходу и по последующей растворимости готового продукта. В результате изучения влияющих на процесс сушки параметров установлен оптимальный режим сушилки, обеспечивающий высокий выход сухого продукта: температура теплоносителя на входе – 130–140 °С, на выходе – 60–65 °С, скорость подачи раствора – 2.2 л/ч∙м3. Выход сухого продукта – 85%.Сравнительные ИК-спектры порошка препарата после распылительной сушки, после высушивания на воздухе исходного Альбендазола и пектина однозначно свидетельствуют об идентичности структуры комплекса препарата после различного вида сушки.Изучена биологическая активность сухой субстанции препарата после распылительной сушки в сравнении с Альбендазолом. Установлена повышенная биологическая активность препарата по сравнению с Альбендазолом, что, вероятно, можно объяснить хорошей водорастворимостью препарата в отличие от Альбендазола и, как следствие, увеличение биодоступности препарата. Установлено, что средняя смертельная доза препарата (ЛД50) составляет 680 (601.8–768.4) мг/кг (ЛД50 Альбендазола – 400.2–450.4 мг/кг), т.е. препарат по параметрам острой токсичности при внутрижелудочном применении относится к разряду умеренно опасных веществ.На основе полученных результатов разработана технология получения субстанции антигельминтного препарата в виде водорастворимого сухого порошка. | The drying process of the aqueous solution of the complex of Albendazole with pectin (Alpec) in a vacuum oven and by spray drying was studied. It was found that the drying in a nozzle-type spray dryer is preferable in yield and subsequent solubility of the final product. As a result of the studying of the parameters affecting to the drying process, the optimal mode of the dryer was established, which provides the high yield of the dry product: the temperature of the coolant at the inlet is 130–140 °С, the output is 60–70 °С, the solution flow rate is 2.5 l/h·min. The yield of the dry product is 85%.The comparative IR spectra of Alpec powder after spray drying, after drying in air, the starting Albendazole and pectin unambiguously indicate that the structure of the complex of Albendazole with pectin (Alpec) is identical after different types of drying.The biological activity of Alpec dry substance after spray drying compared with Albendazole was studied. The increased biological activity of Alpec compared with Albendazole was established, which can, probably, be explained by the good water solubility of Alpec in contrast to Albendazole and, as a consequence, the increase of bioavailability of the drug. It was found that the average lethal dose of Alpec (LD50) is 680 (601.8–768.4) mg·kg-1 (LD50 Albendazole - 400.2–450.4 mg·kg-1), i.e. the drug "Alpec" in terms of acute toxicity during intragastric use is classified as moderately hazardous substances.On the base of the results obtained, the technology of the obtaining of the anthelmintic drug alpec substance in the form of a water-soluble dry powder has been developed.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2021

Абдуразаков, Аскар Шералиевич

The drying process of the aqueous solution of the complex of Albendazole with pectin (Alpec) in a vacuum oven and by spray drying was studied. It was found that the drying in a nozzle-type spray dryer is preferable in yield and subsequent solubility of the final product. As a result of the studying of the parameters affecting to the drying process, the optimal mode of the dryer was established, which provides the high yield of the dry product: the temperature of the coolant at the inlet is 130–140 °С, the output is 60–70 °С, the solution flow rate is 2.5 l/h·min. The yield of the dry product is 85%. The comparative IR spectra of Alpec powder after spray drying, after drying in air, the starting Albendazole and pectin unambiguously indicate that the structure of the complex of Albendazole with pectin (Alpec) is identical after different types of drying. The biological activity of Alpec dry substance after spray drying compared with Albendazole was studied. The increased biological activity of Alpec compared with Albendazole was established, which can, probably, be explained by the good water solubility of Alpec in contrast to Albendazole and, as a consequence, the increase of bioavailability of the drug. It was found that the average lethal dose of Alpec (LD50) is 680 (601.8–768.4) mg·kg-1 (LD50 Albendazole - 400.2–450.4 mg·kg-1), i.e. the drug "Alpec" in terms of acute toxicity during intragastric use is classified as moderately hazardous substances. On the base of the results obtained, the technology of the obtaining of the anthelmintic drug alpec substance in the form of a water-soluble dry powder has been developed. | Изучен процесс сушки водного раствора комплекса Альбендазола с пектином (далее по тексту – препарат) в вакуумно-сушильном шкафу и методом распылительной сушки. Установлено, что сушка в распылительной сушилке форсунчатого типа является предпочтительной по выходу и по последующей растворимости готового продукта. В результате изучения влияющих на процесс сушки параметров установлен оптимальный режим сушилки, обеспечивающий высокий выход сухого продукта: температура теплоносителя на входе – 130–140 °С, на выходе – 60–65 °С, скорость подачи раствора – 2.2 л/ч∙м3. Выход сухого продукта – 85%. Сравнительные ИК-спектры порошка препарата после распылительной сушки, после высушивания на воздухе исходного Альбендазола и пектина однозначно свидетельствуют об идентичности структуры комплекса препарата после различного вида сушки. Изучена биологическая активность сухой субстанции препарата после распылительной сушки в сравнении с Альбендазолом. Установлена повышенная биологическая активность препарата по сравнению с Альбендазолом, что, вероятно, можно объяснить хорошей водорастворимостью препарата в отличие от Альбендазола и, как следствие, увеличение биодоступности препарата. Установлено, что средняя смертельная доза препарата (ЛД50) составляет 680 (601.8–768.4) мг/кг (ЛД50 Альбендазола – 400.2–450.4 мг/кг), т.е. препарат по параметрам острой токсичности при внутрижелудочном применении относится к разряду умеренно опасных веществ. На основе полученных результатов разработана технология получения субстанции антигельминтного препарата в виде водорастворимого сухого порошка.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation