REGULARITIES OF THE PROCESS OF PINE WOOD PEROXIDE DELIGNIFICATION IN THE PRESENCE OF SULFURIC ACID CATALYST
| Autor: | Судакова (Sudakova), Ирина (Irina) Геннадьевна (Gennad'yevna), Гарынцева (Garyntseva), Наталья (Natal'ya) Викторовна (Viktorovna), Чудина (Chudina), Анна (Anna) Ильинична (Il’inichna), Кузнецов (Kuznetsov), Борис (Boris) Николаевич (Nikolaevich) |
|---|---|
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
делигнификация
hydrogen peroxide 02 engineering and technology Plant Science Raw material 010402 general chemistry 01 natural sciences Peroxide H2SO4 catalyst Catalysis Biomaterials chemistry.chemical_compound микрокристаллическая целлюлоза Reaction rate constant целлюлоза Cellulose пероксид водорода delignification Organic Chemistry катализатор H2SO4 021001 nanoscience & nanotechnology cellulose 0104 chemical sciences Microcrystalline cellulose chemistry pine wood Yield (chemistry) древесина сосны Acid hydrolysis 0210 nano-technology microcrystalline cellulose Nuclear chemistry |
| Zdroj: | chemistry of plant raw material; No 4 (2018); 63-71 Химия растительного сырья; № 4 (2018); 63-71 |
| ISSN: | 1029-5143 1029-5151 |
| DOI: | 10.14258/jcprm.2018044079 |
| Popis: | The known methods to obtain microcrystalline cellulose (MCC) from wood raw material is multi-stage and it is based on the integration of environmentally hazardous processes of pulping, bleaching and acid hydrolysis of cellulose amorphous part. The paper describes a one-stage catalytic method to obtain microcrystalline cellulose from pine wood based on peroxide delignification in acetic acid-water in the presence of a catalyst H2SO4. The optimal parameters of the process of pine wood peroxide delignification in the presence of 2% H2SO4 catalyst were determined by experimental and numerical methods: temperature – 100°C, concentration H2O2 – 5 wt.%, CH3COOH – 25 wt.%, LWR 15, duration – 4 h. They provide a high yield of cellulose (45.2 wt.%) with a low content of residual lignin (1.0 wt%).The kinetic study of pine wood peroxide delignification at the temperature range 70-100 ºC was accomplished. The delignification process is described satisfactory by the first order equation in all temperature range. The rate constants vary between 0.08·10-4 and 2.15·10-4 s-1 and the activation energy is 90kJmol-1. It was established by FTIR and XRD methods, that the cellulose, obtained from pine wood has the composition and structure similar to the commercial microcrystalline cellulose. Известные методы получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) из древесного сырья является многостадийными и основаны на интеграции экологически не безопасных процессах варки, отбелки и кислотного гидролиза аморфной части целлюлозы. В работе представлено описание одностадийного каталитического метода получения микрокристаллической целлюлозы из древесины сосны, основанного на пероксидной делигнификации древесины в среде «уксусная кислота – вода» в присутствии катализатора H2SO4. Экспериментальными и расчетными методами определены оптимальные параметры процесса пероксидной делигнификации древесины сосны в присутствии катализатора 2% H2SO4, обеспечивающие высокий выход целлюлозы (45.2 мас.%) с низким содержанием остаточного лигнина (1.0мас.%): температура – 100°C, содержание Н2О2 – 5 мас.%, CH3COOH – 25 мас.%, ГМ 15, продолжительность – 4 ч. Изучена кинетика процесса каталитической пероксидной делигнификации древесины сосны в интервале температур 70–100°С. Процесс делигнификации удовлетворительно описывается уравнением первого порядка в изученном интервале температур. Константы скорости варьируются от 0.08·10-4 до 2.15·10-4 с-1, энергия активации составляет 90кДж/моль. Методами ИКС и РФА установлено, что полученная из древесины сосны целлюлоза имеет структуру, аналогичную структуре промышленной микрокристаллической целлюлозы. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|