AGRIS - 

2023

Дубовый, Владимир Климентьевич | Демьянцева , Елена Юрьевна | Ковернинский, Иван Николаевич

Комплексная и глубокая переработка древесного сырья с получением продуктов, имеющих высокую добавленную стоимость при снижении количества отходов – одна из актуальных задач современной целлюлозно-бумажной промышленности. Поиск экономически выгодных, но при этом ресурсо-, энергосберегающих и экологически безопасных технологий переработки древесного сырья в современном мире становится важнейшим средством обеспечения устойчивого развития отрасли. Альтернативный инновационный способ производства волокнистых полуфабрикатов высокого выхода – получение экструзионной химико-термомеханической массы в результате низкотемпературной (90 °С) при атмосферном давлении щелочной делигнификации лиственных пород древесины. Щелок, полученный в процессе делигнификации, представляет сложный комплекс минеральных соединений и продуктов деструкции лигнина, полисахаридов, экстрактивных веществ и продуктов их превращений. Состав и свойства щелока являются важными факторами, которые оказывают существенное влияние на выход и качество продуктов переработки щелока и дальнейшей его утилизации. В данной работе полученный отработанный раствор после низкотемпературной щелочной делигнификации  древесины березы и осины анализируется по основным показателям, устанавливающим его физико-химическую характеристику: по плотности, общей щелочности, содержанию сухого остатка, в том числе его органической и неорганической части, лигнина, эфиро- и водорастворимых веществ. Результаты качественного и количественного анализа отработанных щелоков в зависимости от вида лиственной древесины показал высокую остаточную щелочность растворов с содержанием в них 3.85–5.37 масс.% сухих веществ и 0.2% взвешенных. | Complex and deep processing of wood raw materials to produce products with high added value while reducing the amount of waste is one of the urgent tasks of the modern pulp and paper industry. The search for economically profitable, but at the same time resource-, energy-saving and environmentally friendly technologies for processing wood raw materials in the modern world is becoming the most important means of ensuring the sustainable development of the industry. An alternative innovative method for the production of high-yield fibrous semi-finished products is the production of an extrusion chemical-thermomechanical mass as a result of low-temperature (90 °C) at atmospheric pressure alkaline delignification of hardwood. The liquor obtained in the process of delignification is a complex complex of mineral compounds and products of destruction of lignin, polysaccharides, extractives and products of their.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2023

Демиденко, Наталья Юрьевна | Баяндин, Михаил Андреевич | Намятов, Алексей Валерьевич | Ермолин, Владимир Николаевич

The work studied the effect of mechanical activation, hydrodynamically, on the physico-chemical properties of soft waste from mechanical processing of wood (sawdust). As a result of research, it has been established that during cavitation treatment, the chemical structure of sawdust is transformed, which ensures the production of hydrodynamically activated wood particles with a high content of reactive surface functional groups, which is caused by a change in the ligno-carbohydrate complex. It has been established that as a result of hydrodynamic activation, the amount of difficult-to-hydrolyze polysaccharides is reduced by 37%, while the proportions of easily hydrolyzable substances and substances of phenolic nature increase, respectively, by 12 and 25%. The transformation of the ligno-carbohydrate complex of wood particles during cavitation largely determines the change in the characteristics of their porous structure. An increase in the number of micropores by 1.5 times and large transport pores by 3 times during the cavitation process was established. The results obtained largely prove that the physical and chemical properties of hydrodynamically activated wood particles largely determine the possibility of obtaining non-toxic wood materials with high physical and mechanical properties without piezo-thermal effects. | В работе изучено влияние механоактивации гидродинамическим способом на физико-химические свойства мягких отходов механической обработки древесины (опилок). В результате исследований установлено, что при кавитационной обработке происходит трансформация химической структуры древесных опилок, что обеспечивает получение гидродинамически активированных древесных частиц с высоким содержанием реакционноспособных поверхностных функциональных групп, которое обусловлено изменением лигно-углеводного комплекса. Установлено, что в результате гидродинамической активации количество трудногидролизуемых полисахаридов снижается на 37%, при этом увеличиваются доли легкогидролизуемых веществ и веществ фенольной природы, соответственно, на 12 и 25%. Трансформация лигно-углеводного комплекса древесных частиц в процессе кавитации во многом предопределяет изменение характеристики их пористой структуры. Установлено увеличение количества микропор в 1.5 раза и больших транспортных пор в 3 раза в процессе кавитации. Полученные результаты во многом доказывают, что физико-химические свойства активированных гидродинамическим способом древесных частиц во многом определяют возможность получения нетоксичных древесных материалов с высокими физико-механическими свойствами без пьезотермических воздействий.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2023

Golubkov , Viktor A. | Tarabanko , Valery E. | Kaygorodov , Konstantin L. | Shestakov, Semen L. | Chelbina , Yulia V. | Smirnova, Marina A. | Popov, Arkady A. | Skripnikov, Andrey M. | Vigul, Dmitry O. | Borovkova, Valentina S.

Agrotechnical wastes from processing herbaceous plants consist of lignin and polysaccharides, which can be processed into monomers – phenols and carbohydrates. The prospects of chemical processing of several agrotechnical waste types with a high lignin content (flax shives, sunflower seed husks and buckwheat husks) into vanillin, pulp, and glucose by oxidation and acid hydrolysis were studied. It has been shown that despite the distant phylogenetic relationship of the studied plants, their lignins have a similar structure: they contain a similar amount of methoxyl groups (10–13 wt.% per lignin) and give close yields of aromatic aldehydes upon oxidation with nitrobenzene (17–19%) and oxygen (14–16%). In general, the suitability of agrotechnical wastes for oxidation to aromatic aldehydes determines by the lignin content. Among the studied wastes, flax shives are the most promising feedstock for chemical processing into vanillin and glucose. Cellulose-containing solid residues of oxidation process are more easily hydrolyzed compared to the initial lignocellulosic biomass. The inversion of glucose oligomers during the hydrolysis of cellulose with H2SO4 is limited by the hydrolysis of the tetra- and octamers.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2023

Кожевников, Александр Юрьевич | Шестаков, Семен Леонидович | Сыпалова, Юлия Александровна

In this article, we represented the review of literature data about the study of lignin as one of the most abundant biopolymers. The review is based on the articles published in the most quoted world publishing. It is noted that already nowadays the lignin is considered as a powerful renewable source of valuable organic raw materials, also it’s pointed that potential possibilities of lignin valorization are much wider than those are used in present times. The special attention is paid to the structure and molecular organization of birch lignin, which wood is actively utilized in chemical industry, meanwhile the hardwood lignins are less studied in literature than softwood lignins. The authors touched the most basic methods of research of such complex and irregular polymer as lignin, methods’ advantages, disadvantages and perspectives are analyzed. It is noted that nowadays the most effective methods of lignin structure units study are pyrolisys gas chromatography and nuclear magnetic resonance. The article describes various ways of lignins isolation from the wood, and influence of the isolation way on the structure of isolated substance. Also, the structural features of birch lignin and its differences from other species are shown. | В статье представлен обзор литературных данных по изучению лигнина как одного из наиболее распространенных биополимеров. Обзор составлен по статьям, опубликованным в наиболее цитируемых мировых изданиях. Отмечается, что уже на сегодняшний день лигнин рассматривается как мощный возобновляемый источник ценного органического сырья, при этом указывается, что потенциальные возможности валоризации лигнина гораздо шире, чем те, что используются в настоящее время. Особое внимание уделено структуре и молекулярной организации лигнина березы, чья древесина активно применяется в химической промышленности, при этом лигнинам лиственных пород в литературе уделяется гораздо меньшее внимание, чем лигнинам хвойных пород. Затронуты основные методы исследования структуры такого сложного и нерегулярного биополимера, как лигнин, разобраны их преимущества, недостатки и перспективы. Отмечается, что на сегодняшний день наиболее эффективными методами для исследования структурных звеньев лигнинов являются пиролитическая газовая хроматография и методы спектроскопии ядерного магнитного резонанса, в сочетании одномерной и двумерной спектроскопии. Описаны различные способы выделения лигнинов из древесины и проанализировано влияние способа выделения на структуру выделяемого вещества. Показаны структурные особенности лигнинов некоторых растений, в частности, лигнина древесины березы и их отличия от лигнинов других пород.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation