Cтраница 1
Отделение лигнина от целлюлозы и других углеводов в растительных материалах неорганическими реагентами имеет важное промышленное значение, так как используется в промышленном производстве целлюлозы. Так как варочные процессы обсуждаются в гл. [1]
Для отделения лигнина от холоцеллюлозы следует применять такие методы обработки, при которых не происходит частичного растворения гемицел-люлоз. [2]
Другой метод отделения лигнина от углеводов в лигнифицированных материалах, описываемый Парвесом и сотрудниками [152, 153], включает в себя окисление полисахаридов ортоиодной кислотой и гидролиз образующихся диальдегидов до водорастворимых соединений. Предварительно проэкстрагированная древесная мука ( 226 г высушенной в сушильном шкафу и свободной от золы) обрабатывается 2 л 4 5 % - кого раствора периодата при температуре 20 в течение 24 час. Затем древесина отфильтровывается, тщательно промывается и экстрагируется в течение 3 час. Этот цикл окисления-экстракции повторяется шесть раз. После последней экстракции лигнин промывается метанолом и бензолом и сушится при низкой температуре. Еловый лигнин, выделенный этим способом с выходом 29 8 %, имел 12 2 % метоксильных групп и содержал 93 7 % лигнина Класона. Лигнины из клена, березы и бука, полученные с выходом 22 3 %; 21 8 % и 24 4 %, соответственно содержали 20 4; 21 4; 16 4 % метоксильных групп и 74 9; 78 5; 72 2 % лигнина Класона. Они были свободны от иода, имели светло-коричневую окраску и подобно кислотному и медноаммиачному лигнинам еще обладали морфологической структурой древесины. Периодатный лигнин, или лигнин Парвеса, дает все типичные для лигнина реакции. [3]
Вертикальный цилиндрический аппарат для проведения гидролиза растительного сырья; в нижней части аппарата находится фильтрующее устройство для отделения лигнина от гидролизата. [4]
Непрерывная технология получения сульфатного лигнина включает следующие узлы: подкисления черного щелока с коагуляцией лигнина и отделением выделяющихся газов, отделения скоагулировавшегося лигнина от маточного раствора ( или выделения лигнина из суспензии), промывки, сушки и измельчения. В необходимых случаях в лигнин вводятся добавки. [5]
Периодический метод заключается в том, что сырое сульфатное мыло, снятое в отстойниках для черных щелоков, поступает в сборник на дополнительное отстаивание. После отделения щелока сульфатное мыло обрабатывают раствором гидросульфата натрия или смесью серной кислоты и сульфата натрия для нейтрализации свободной щелочи и отделения лигнина от мыла. Для ускорения процесса применяется рециркуляция. [6]
Из методов гидролиза растительного сырья концентрированной серной кислотой наибольший практический интерес представляет рижский способ с применением малого кислотного модуля. Этот процесс основан на растирании сухого измельченного растительного сырья с небольшим количеством концентрированной серной кислоты с последующим разбавлением смеси водой, инверсией полученного гидролизата путем превращения целлодекстринов в глюкозу в присутствии лигнина и отделением лигнина фильтрацией. [7]
Лигнин способен конденсироваться с фенолом, давая фенололигнинную смолу ФЛ. Растворы щелочей и бисульфита кальция разлагают лигнин, переводя его в водорастворимые вещества. Этими реакциями обычно пользуются для отделения лигнина от целлюлозы с целью очистки последней от примесей. [8]
Межфибриллярные области, заполненные одновременно лигнином и ГМЦ, являются весьма сложным объектом исследования. Существует мало информации о надмолекулярном состоянии ГМЦ в лигнифицированной клеточной оболочке. Как это характерно для взаимопроникающих сеток, они набухают, но не растворяются в растворителях, поэтому отделение лигнина без химических изменений ГМЦ и лигнина невозможно. На рис. 3.1 показано, как изменяется структура вторичной клеточной оболочки после гидролиза сложноэфирных связей и частичной деструкции лигнина. В этом случае изменяется также надмолекулярная структура ГМЦ, включенных в композицию полимеров лигнин-гемицеллюлозы. [9]
Пентозаны и другие полисахариды, менее устойчивые, чем целлюлоза, к действию разбавленных кислот, при обработке ими деструктируются и переходят в раствор. Эти же компоненты древесины, обладающие меньшим молекулярным весом, чем целлюлоза, растворяются в разбавленных растворах щелочи. Поэтому для отделения их от целлюлозы достаточно обработать древесину разбавленными кислотами или щелочами при повышенной температуре. Основное затруднение представляет отделение лигнина. [10]
Небольшая часть низкомолекулярного лигнина, возможно, находится в свободном состоянии и может извлекаться подходящими растворителями в отсутствие кислотных катализаторов. Основная же часть лигнина может быть выделена только при помощи сравнительно жестких обработок, разрушающих химические связи лигнина с углеводами, но изменяющих в какой-то степени сам лигнин. С целлюлозой лигнин, по-видимому, не связан, но вместе с гемицеллюлозами в ходе биосинтеза он может оказаться внутри ее микрофибрилл ( в паракристаллической части), и тем самым затруднится отделение лигнина от целлюлозы. [11]