RU2556115C1 - Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей - Google Patents
Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556115C1 RU2556115C1 RU2014115171/05A RU2014115171A RU2556115C1 RU 2556115 C1 RU2556115 C1 RU 2556115C1 RU 2014115171/05 A RU2014115171/05 A RU 2014115171/05A RU 2014115171 A RU2014115171 A RU 2014115171A RU 2556115 C1 RU2556115 C1 RU 2556115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- solution
- brown algae
- washing
- minutes
- Prior art date
Links
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 22
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 241000195480 Fucus Species 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 241001474374 Blennius Species 0.000 claims description 3
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LGECYHKACRVEKY-UHFFFAOYSA-L copper;azane;dihydroxide Chemical compound N.N.N.N.[OH-].[OH-].[Cu+2] LGECYHKACRVEKY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 2
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229920003124 powdered cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019814 powdered cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 241000202567 Fatsia japonica Species 0.000 description 1
- 241000227647 Fucus vesiculosus Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- GBHRVZIGDIUCJB-UHFFFAOYSA-N hydrogenphosphite Chemical class OP([O-])[O-] GBHRVZIGDIUCJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002803 maceration Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам переработки водорослей, в частности штормовых выбросов бурых морских водорослей, и может найти применение для получения наполнителей в синтетические полимеры, а также для получения целлюлозных полуфабрикатов, используемых в качестве сырья для химической промышленности, при изготовлении бумаги, картона. Способ получения целлюлозы из морских бурых водорослей включает делигнификацию измельченного сырья путем кипячения в 4-6% растворе серной кислоты при гидромодуле 1:45-55 в течение 5-10 мин, выделение и промывание твердого остатка с последующим кипячением в 2,5-5,0% растворе гидроксида калия КОН при гидромодуле 1:50-60 в течение 5-10 мин, промывание и сушку на воздухе выделенного целевого продукта. Технический результат - сокращение продолжительности технологического процесса, повышение выхода и качества товарного продукта, получаемого из бурых водорослей, и расширение сырьевой базы. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к способам переработки водорослей, в частности штормовых выбросов бурых морских водорослей, и может найти применение для получения наполнителей в синтетические полимеры, обеспечивающих биологическую разрушаемость полимерных композиций и необходимых при производстве материалов с регулируемым сроком службы, а также для получения целлюлозных полуфабрикатов, используемых в качестве сырья для химической промышленности, при изготовлении бумаги, картона. Целлюлоза не является продуктом, предназначенным для непосредственного употребления: полученная в одном технологическом цикле, она служит исходным сырьем для другого технологического цикла, при этом различная степень очистки получаемой целлюлозы определяет ее различное назначение.
Целлюлоза содержится в каждом растении, однако не каждое из них пригодно для промышленного извлечения из него целлюлозы. При выборе сырья имеют значение содержание клетчатки, структурные особенности составляющих ее волокон, возможность применения промышленных способов обработки, качество продукта, получаемого в результате этой обработки, распространенность растительного сырья, стоимость его сбора, хранения.
Установлено (Авакова О.Г., Боголицын К.Г. Растительная клетчатка: структура, свойства, применение. ИВУЗ. «Лесной журнал». 2004. №4, с.122-129), что бурые водоросли содержат до 17% водорослевой целлюлозы, эуцеллюлозы, которая по своему строению близка к целлюлозе высших растений, и, таким образом, являются ее потенциальным источником. Использование сухих бурых водорослей, которые можно рассматривать как недревесные целлюлозосодержащие отходы, позволяет расширить сырьевую базу для получения целлюлозы, уменьшить расход более ценной древесины и получить более дешевую продукцию за счет использования доступного и возобновляемого нетрадиционного сырья.
Однако, несмотря на доказанное сходство водорослевой целлюлозы с целлюлозой высших растений по строению и свойствам, при использовании в качестве целлюлозосодержащего сырья сухих бурых водорослей известные способы получения целлюлозы оказываются неэффективными и обнаруживают невозможность воспроизведения с достаточно убедительным результатом. Причиной этого является присутствие в водорослевой клетчатке трудно удаляемых лигниноподобных веществ, которые прочно связаны с ней, а также остаточного количества альгиновой кислоты, склонной в определенных условиях к гелеобразованию, и в некоторых случаях наличие хлорофилла.
Известен способ изготовления порошковой целлюлозы из различного вида лигноцеллюлозных материалов, получаемых из древесных полуфабрикатов в процессе их переработки на целлюлозно-бумажных предприятиях, соломы травянистых растений, макулатурного сырья (пат. РФ №2478664, опубл. 2013.04.10), включающий деструкцию упомянутых материалов путем воздействия на них растворов кислот Льюиса низкой концентрации и органического растворителя при перемешивании с последующей отмывкой и сушкой целевого продукта. Известный способ при наличии общей идеи, заключающейся в использовании кислот Льюиса, включает неопределенное количество вариантов, каждый из которых, требует самостоятельного подбора оптимальных условий получения порошковой целлюлозы: концентрации и вида кислоты Льюиса в различных органических растворителях, жидкостного модуля, температуры деструктивной обработки лигноцеллюлозного материала, интенсивности перемешивания, а также условий сушки получаемого продукта в зависимости от используемого сырья. Кроме того, получение целлюлозы известным способом в промышленном масштабе связано с использованием значительных объемов органического растворителя, требующего определенных мер безопасности при работе с ним и утилизации отходов. Существенным недостатком оказывается тот факт, что при использовании в качестве целлюлозосодержащего сырья сухих бурых водорослей, известный способ оказывается неэффективным и не обеспечивает получение необходимого целевого продукта.
Известен способ получения целлюлозы из соломы риса (пат. РФ №2418122, опубл. 2011.05.10), включающий две стадии варки, первую из которых ведут в щелочной среде с последующим отделением целлюлозосодержащего продукта, а вторую в кислой среде смесью перуксусной кислоты, уксусной кислоты и пероксида водорода в присутствии стабилизатора, в качестве которого используют смеси органофосфонатов, при этом вторую стадию варки проводят в присутствии озона с расходом 2-4 г/ч. Недостатком известного способа является сложность и затратность технологии, обусловленные необходимостью проведения процесса в присутствии озона, а также использования подверженного быстрому разложению пероксида водорода и органических стабилизаторов. Кроме того, при использовании в качестве целлюлозосодержащего сырья сухих бурых водорослей, известный способ также оказывается неэффективным.
Известен способ получения целлюлозы из соломы (пат. РФ №2423570, опубл. 2011.07.10), включающий пропитку в реакторе и мацерацию соломенной сечки водными раствором гидроксида натрия с концентрацией 20-30 г/л в единицах Na2O при температуре 30-80°C при соотношении массы раствора к массе сухой сечки 7:1. Пропитанную сечку выдерживают при заданной температуре в течение 30 мин, затем отбирают жидкую фазу. Добавляют в массу нагретую воду, повышают температуру массы до 96°C и осуществляют варку при этой температуре в течение 2 час 30 мин. При использовании в качестве целлюлозосодержащего сырья сухих бурых водорослей, содержащих прочно связанные с клетчаткой негидролизуемые вещества, близкие по элементному составу к лигнинам высших растений, известный способ является неэффективным и не обеспечивает получения товарного продукта.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья с содержанием нативной целлюлозы не более 50%, описанный в патенте РФ №2448118, опубл. 2012.04.20. Согласно известному способу, сырье промывают водой при 40-70°C и атмосферном давлении в течение 0,5-4 ч и осуществляют обработку водным раствором азотной кислоты с концентрацией 2-8% при температуре 90-95°C в течение 4-20 ч с последующим отделением твердой фазы, которую обрабатывают водным раствором едкого натра с концентрацией 1-4% при температуре 60-95°C в течение 1-6 ч.
Недостатком известного способа является значительная продолжительность технологического процесса, кроме того при выделении целлюлозы из сухих бурых водорослей, клетчатка которых содержит трудно отделяемые лигниноподобные компоненты и альгиновые кислоты, известный способ обнаруживает невозможность воспроизведения с положительным результатом и не обеспечивает приемлемого выхода и качества товарного продукта вследствие сложности удаления содержащихся в водорослевой клетчатке и прочно связанных с ней веществ, с одной стороны, и частичного гидролиза самой клетчатки при продолжительной обработке, с другой.
Задачей изобретения является создание эффективного способа получения целлюлозы из морских бурых водорослей, преимущественно фукусовых, использование которых в качестве сырья обеспечивает возможность очистки засоренных выброшенными на берег водорослями участков побережья и улучшения их экологического состояния.
Технический результат предлагаемого способа заключается в сокращении продолжительности технологического процесса, повышении выхода и качества товарного продукта, получаемого из бурых водорослей, и расширении сырьевой базы за счет использования дешевого и нетрадиционного сырья.
Указанный технический результат обеспечивается способом получения целлюлозы из недревесного целлюлозосодержащего сырья, включающим измельчение сухого сырья, делигнификацию разбавленной кислотой при нагревании с последующим отделением твердой фазы, которую обрабатывают раствором щелочи при нагревании с последующим отфильтровыванием целевого продукта, его промыванием и сушкой, в котором, в отличие от известного, в качестве недревесного целлюлозосодержащего сырья используют морские бурые водоросли, при этом делигнификацию осуществляют нагреванием в 4-6% растворе серной кислоты H2SO4 (Т:Ж=1:45-55) при температуре кипения смеси в течение 5-10 мин, щелочную обработку полученного твердого остатка, после его промывания водой и подсушивания, производят путем нагревания в 2,5-5,0% растворе гидроксида калия КОН (Т:Ж=1:50-60) при температуре кипения в течение 5-10 мин.
В преимущественном случае осуществления способа используют бурые водоросли рода фукус.
Способ осуществляют следующим образом.
Очищенные от крупных посторонних примесей сухие бурые водоросли, преимущественно рода фукус, измельчают путем помола и просеивают. К просеянной мелкодисперсной фракции добавляют 4-6% раствор серной кислоты H2SO4 при гидромодуле 1:45-55 и нагревают при температуре кипения смеси (100-105°C) в течение 5-10 мин с использованием обратного холодильника при непрерывном механическом перемешивании.
Прореагировавшую и остывшую смесь фильтруют. Осевшую на фильтре массу промывают горячей (60-70°C) водой до нейтральной реакции и подсушивают до постоянного веса. Затем к полученному твердому остатку добавляют сначала 5-10% раствор щелочи КОН, затем горячую (60-70°C) дистиллированную воду в равных количествах из расчета, чтобы обеспечить гидромодуль 1:50-60 при концентрации щелочного раствора 2,5-5,0%, и нагревают при температуре кипения смеси в течение 5-10 мин при непрерывном механическом перемешивании. Остывшую смесь фильтруют с промыванием водой. После полной фильтрации твердый остаток в фильтре, представляющий собой целевой продукт, промывают и сушат на воздухе. После высушивания получают порошок бурого цвета, который обнаруживает характерные для целлюлозы реакции: растворяется в реактиве Швейцера и образует студенистую массу целлюлозы при добавлении разбавленной кислоты к полученному раствору. Остаточное содержание лигниноподобных и других органических веществ в полученном продукте составляет не более 5-8 масс.%.
Таким образом, технологические параметры предлагаемого способа обеспечивают эффективную переработку специфического водорослевого сырья с получением продукта на основе целлюлозы, содержащего остаточные количества лигнина (лигниноподобных веществ) и следовые содержания других органических веществ. Проводимые в течение 11 месяцев натурные испытания показали, что полученный целлюлозный полуфабрикат действует как эффективный наполнитель композитных полимерных материалов, служащий питательной средой для микроорганизмов, разрушающих высокомолекулярную основу, и с успехом может быть использован при производстве биоразрушаемых материалов, в частности, различного вида упаковок и тары с ограниченным сроком службы.
Для более полной утилизации водорослевой массы и повышения рентабельности способа кислый и щелочной фильтраты используют для получения ценного компонента удобрения, для чего их смешивают, отделяют образовавшуюся оседающую хлопьевидную фракцию, которую промывают водой до нейтральной реакции и сушат.
Немаловажным достоинством предлагаемого способа является возможность улучшения санитарного состояния захламленных залежами выброшенных на берег сухих водорослей участков морского побережья и экологической обстановки в целом.
Примеры конкретного осуществления способа
Сухие водоросли размалывают на вибрационной мельнице в течение примерно 10 минут, затем просеивают через сито с размером ячеек 0,160.
Пример 1
В качестве исходного сырья используют смесь сухих бурых водорослей, содержащую фукус.
Сухой просеянный порошок водорослей в количестве 5 г помещают в реакционную емкость с обратным холодильником и заливают и 225 мл 4% раствора серной кислоты. Кипятят при непрерывном помешивании с помощью мешалки. Кипение происходит с обильным пенообразованием и выделением значительного количества конденсата. После кипячения в течение 5 мин и последующего охлаждения до комнатной температуры содержимое реакционной емкости переносят в воронку со стеклянным пористым фильтром и отделяют твердый остаток. Реакционную емкость промывают небольшим количеством дистиллированной воды, и полученный смыв также пропускают через фильтр. Осевшую на фильтре массу вместе с фильтром подсушивают до постоянного веса, затем смывают с фильтра в чистую реакционную емкость сначала 150 мл 5% КОН, затем 150 мл горячей (70°C) дистиллированной воды и нагревают полученный 2,5% щелочной раствор при температуре кипения при перемешивании в течение 10 мин. Затем, после остывания, из раствора отфильтровывают целевой продукт, промывают водой, а затем, в случае необходимости быстрого удаления остатков воды, последовательно обрабатывают небольшим количеством этилового спирта и диэтилового эфира.
Получено 960 мг порошка бурого цвета, обнаруживающего типичную для целлюлозы качественную реакцию растворения в аммиачном растворе гидроксида меди с последующим осаждением раствором кислоты.
Аммиачный раствор гидроксида меди (реактив Швейцера) готовили следующим образом. Из раствора сульфата меди (II) осаждали гидроксид, который фильтровали, промывали и растворяли в избытке концентрированного раствора аммиака:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4
Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2.
Полученный порошок, растворенный в реактиве Швейцера, вливали при размешивании в емкость с разбавленной (10%) соляной кислотой. Наблюдалось выделение целлюлозы в виде студенистой массы.
Содержание остатка лигниноноподобных примесей и органических веществ 5,5%.
Пример 2
В качестве исходного сырья используют фукус с преобладанием фукуса пузырчатого (Fucus vesiculosus), которое обрабатывают в соответствии с примером 1.
Порошок сухих водорослей в количестве 10 г заливают 550 мл 6% раствора серной кислоты и кипятят 10 мин. Выделенный по примеру 1 твердый остаток заливают 250 мл 10% КОН и 250 мл горячей воды и кипятят в щелочном растворе в течение 5 мин.
Получено 1850 мг порошка бурого цвета, растворяющегося в реактиве Швейцера и образующего после добавления к раствору разбавленной соляной кислоты студенистую массу клетчатки.
Содержание лигниноноподобных примесей и органических веществ 7,0%.
Claims (2)
1. Способ получения целлюлозы из недревесного целлюлозосодержащего сырья, включающий измельчение сухого сырья, его делигнификацию путем обработки разбавленной кислотой при нагревании с последующим отделением твердой фазы, которую обрабатывают щелочным раствором при нагревании с последующим отфильтровыванием целевого продукта, его промыванием и сушкой, отличающийся тем, что в качестве недревесного целлюлозосодержащего сырья используют морские бурые водоросли, при этом делигнификацию осуществляют нагреванием в 4-6% растворе серной кислоты H2SO4 при гидромодуле 1:45-55 и температуре кипения смеси в течение 5-10 мин, щелочную обработку полученного твердого остатка после его промывания водой и подсушивания производят путем нагревания в 2,5-5,0% растворе гидроксида калия КОН (гидромодуль 1:50-60) при температуре кипения в течение 5-10 мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве морской бурой водоросли используют фукус.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014115171/05A RU2556115C1 (ru) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014115171/05A RU2556115C1 (ru) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2556115C1 true RU2556115C1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014115171/05A RU2556115C1 (ru) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2556115C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637436C1 (ru) * | 2016-07-22 | 2017-12-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей |
| RU2782259C1 (ru) * | 2022-01-10 | 2022-10-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" | Способ выделения целлюлозы из биомассы арктических бурых водорослей |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1479455A1 (ru) * | 1986-10-04 | 1989-05-15 | Предприятие П/Я В-8870 | Способ получени микрокристаллической целлюлозы |
| RU2353626C1 (ru) * | 2007-10-25 | 2009-04-27 | Институт химии растворов РАН | Способ получения волокнистой целлюлозы из целлюлозосодержащего волокна |
| WO2011154599A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | Kemira Oyj | Process for producing microcellulose |
| RU2448118C1 (ru) * | 2010-11-09 | 2012-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО РАН) | Способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья с содержанием нативной целлюлозы не более 50% и способ получения из нее карбоксиметилцеллюлозы |
-
2014
- 2014-04-15 RU RU2014115171/05A patent/RU2556115C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1479455A1 (ru) * | 1986-10-04 | 1989-05-15 | Предприятие П/Я В-8870 | Способ получени микрокристаллической целлюлозы |
| RU2353626C1 (ru) * | 2007-10-25 | 2009-04-27 | Институт химии растворов РАН | Способ получения волокнистой целлюлозы из целлюлозосодержащего волокна |
| WO2011154599A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | Kemira Oyj | Process for producing microcellulose |
| RU2448118C1 (ru) * | 2010-11-09 | 2012-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО РАН) | Способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья с содержанием нативной целлюлозы не более 50% и способ получения из нее карбоксиметилцеллюлозы |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637436C1 (ru) * | 2016-07-22 | 2017-12-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей |
| RU2782259C1 (ru) * | 2022-01-10 | 2022-10-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" | Способ выделения целлюлозы из биомассы арктических бурых водорослей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101821320B (zh) | 一种分级分离甘蔗渣成为高α-纤维素纸浆、木聚糖和木素的方法 | |
| FI127740B (en) | A method and an apparatus for forming a lignin fraction, a lignin composition and its use | |
| JP6890821B2 (ja) | グリコールリグニンの製造方法及びそのシステム | |
| CN111808216B (zh) | 一种用低共熔溶剂从生物质中提取半纤维素的方法 | |
| RU2456394C1 (ru) | Способ переработки целлюлозосодержащего сырья | |
| CN101532260A (zh) | 一种植物纤维的固体碱蒸煮制浆的方法 | |
| CN109826044B (zh) | 棉杆中纤维素、半纤维素、木质素的分离方法 | |
| CN103031762B (zh) | 一种在可降解型离子液体溶剂中制备富含纤维素材料的方法 | |
| CN101693188A (zh) | 农业废弃物阴离子吸附剂及其应用 | |
| CN103074790B (zh) | 一种生物质原料的综合利用工艺 | |
| CN106676206B (zh) | 有机溶剂-水联合处理从木质纤维素中分离高纯度纤维素、木素和糖的方法 | |
| JP2012214432A (ja) | 高純度リグニンの製造方法 | |
| CN1174144C (zh) | 制备纤维素纸浆和含钾肥料的方法 | |
| RU2556115C1 (ru) | Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей | |
| RU2203995C1 (ru) | Способ получения микрокристаллической целлюлозы | |
| JP6217402B2 (ja) | 燃料組成物 | |
| CN105452345B (zh) | 包含木质素材料的组合物 | |
| RU2750146C2 (ru) | Способы получения биопластика и биопродуктов из навоза | |
| CN104774636A (zh) | 一种生物油的制备方法 | |
| CN106192513B (zh) | 一种从纤维植物制备高纯度纳米纤维素的方法 | |
| CN109337092B (zh) | 一种从笋壳中提取木质素的方法 | |
| Kurniawan et al. | Preparation and Characteristics of Cellulose Nanocrystals (CNCs) Isolated from Palm Empty Bunches (PEB) at Various Temperatures and Concentrations of Sulfuric Acid Hydrolysis and Their Surface Modification with Aminomethylphosponic Acid (AMPA) | |
| CN103910766A (zh) | 一种通过分离及纯化制备杨木乙酸木质素的方法 | |
| US20240368353A1 (en) | Lignin removal from lignocellulosic waste using rejected brine solution | |
| CN118834418B (zh) | 一种基于竹材的多元协同增强的致密性抗菌薄膜制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170416 |