Получение волокнистых материалов комбинированной варкой отходов переработки конопли технической

Цель работы – оценка эффективности апробации комбинированной двухступенчатой натронной окислительно-органосольвентной варки отходов переработки конопли технической для получения целлюлозы. Компонентный состав сырья: массовая доля смол и жиров – 1,9%, веществ, растворимых в горячей воде – 3,4%, целлюлозы – 56,7%, лигнина – 21,7%, золы – 1,1%. Условия натронной варки: гидромодуль – 5:1; расход NaOH – 20…24% в ед. Na₂O, % от абс. сух. сырья; подъем температуры до 170 °С – 40 мин; варка при 170°С – 120 мин. Условия окислительно-органосольвентной делигнификации: расход равновесной перуксусной кислоты – 0,8 г/г абс. сух. сырья, гидромодуль – 10:1, подъем температуры до варочной – 15 минут, температура варки – 90°С, продолжительность – 90 мин. На первой ступени (щелочная варка) на один процент удаленного лигнина разрушается от 2,8 до 3,2% углеводов в зависимости от расхода активной щелочи. На второй ступени в период подъема температуры до варочной происходит значительное снижение концентрации варочных компонентов: рПУК снижается в 2,5–3,9 раза, а Н₂О₂ – в 1,6–2,3 раза в зависимости от расхода рПУК к абсолютно сухому натронному полуфабрикату. Основная стадия делигнификации характеризуется полным расходованием рПУК. Для всех вариантов окислительно-органосольвентной делигнификации константа скорости реакции равна (2,8±0,2) × 10^–1 с^–1. При ступенчатой варке отходов переработки конопли с продолжительностью щелочной варки 120 мин при расходе щелочи 24% в ед. Na₂O от абс. сух. сырья и последующей окислительно-органосольвентной делигнификации в течение 30 мин возможно получение технической целлюлозы с выходом 54,9% от массы абс. сух. сырья, массовой долей лигнина 3% и α-целлюлозой 88,9% от технической целлюлозы.

1. Агеев М.А., Вураско А.В., Шерстобитов А.Л., Губанов И.А. Исследование возможности получения тароупаковочных видов бумаги из костры конопли // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: мат. VII Межд. науч.- тех. конф. им. профессора В.И. Комарова. Архангельск, 2023. С. 70-–75.

2. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник. СПб: СПбЛТА, 2010. 624 с.

3. Александрин А.П., Комягин Е.А., Мынин В.Н., Петров В.В., Терпугов Г.В., Терпугов Д.Г. Способ получения целлюлозы из технической конопли. Патент на изобретение RU 2360055 C2, 27.06.2009. Заяв. № 2007103225/12 от 29.01.2007.

4. Александров А.А., Валишина З.Т., Момзякова К.С., Дебердеев Т.Р., Ямашев Т.А., Канарский А.В., Дебердеев Р.Я. Сравнительный анализ способов получения целлюлозы из конопляного волокна и оценка ее качества // Вестник технологического университета. 2021. Т. 24, №8. С. 42–45.

5. Александров А.А., Момзякова К.С., Дебердеев Т.Р., Канарский А.В., Дебердеев Р.Я., Ямашев Т.А., Канарская З.А. Получение микрокристаллической целлюлозы из тресты технической конопли // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2024. Вып. 249. С. 297–309. DOI: 10.21266/20794304.2024.249.297-309.

6. Вураско А.В., Агеев М.А., Дудорова А.Ю., Минакова А.Р. Окислительно-органосольвентная делигнификация лубяных волокон конопли технической // Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды: сб. мат. IX Всерос. конф., посвящ. 55-летию Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова. Чебоксары, 2022a. С. 142–143.

7. Вураско А.В., Агеев М.А., Дудорова А.Ю., Минакова А.Р. Целлюлоза из волокон конопли технической, полученная окислительно-органосольвентным способом // Химия и технология растительных веществ: тез. докл. XII Всерос. науч. конф. с межд. уч. и шк. молодых ученых. Киров, 2022b. С. 34.

8. Вураско А.В., Шерстобитов А.Л., Кривоногов П.С. Получение целлюлозы окислительно-органосольвентным способом из отходов переработки конопли технической // Химия. Экология. Урбанистика. 2023. Т. 3. С. 206–210.

9. Галимова А.Р., Вураско А.В., Дрикер Б.Н., Земнухова Л.А., Федорищева Г.А. Получение волокнистых полуфабрикатов при комплексной переработке соломы риса // Химия растительного сырья. 2007. №3. С. 47-53.

10. Губанов И.А., Вураско В.А., Вураско А.В. Получение целлюлозы из отходов переработки конопли технической // Химия. Экология. Урбанистика. 2024. Т. 2. С. 128-131.

11. Каретникова Н.В., Чендылова Л.В., Пен Р.З. Делигнификация льняной костры // Химия растительного сырья. 2018. №1. С. 155–162. DOI: 10.14258/jcprm.2018012757.

12. Смирнов А.А., Серков В.А., Зеленина О.Н. К вопросу общей концепции инновационного развития отечественного коноплеводства. // Достижения науки и техники АПК. 2011. №12. С. 34-35.

13. Тихомиров В.Т., Барашкин В.А., Зеленина О.Н. Перспективы и основные направления использования продуктов переработки конопли // Сельскохозяйственная биология. 2001. №5. С. 24-30.

14. Barbash V., Karakutsa M., Trembus I., Yashchenko O. Development the technology of obtaining microcrystalline cellulose from the hemp fibers // Eastern-european journal of enterprise technologies. 2016. Vol. 3, no. 6 (81). P. 51-56. DOI: 10.15587/1729-4061.2016.71275.