Cтраница 2
Так же как и а-целлюлоза, гемицеллюлозы не являются индивидуальными химическими соединениями, в состав гемицел-люлоз входят различные полиозы - ( маннан, майдан, а также низкомолекулярные фракции целлюлозы, характеризующиеся общим признаком - растворимостью в 17 5 % - ном растворе NaOH при 20 С. В этом реагенте частично растворяются также лигнин, жиры и смолы. [16]
![]() |
Рама диализатора. [17] |
Диализаторная ткань, которую снаружи омывает отжимная щелочь, пропускает внутрь рамы ионы натрия и задерживает гемицел-люлозу. При этом образуется раствор едкого натра, и так как плотность раствора выше, чем плотность воды, он опускается на дно и через отводные патрубки рам отводится в коллекторы, расположенные вне диализатора, а оттуда - в приемную воронку, соединенную трубопроводом со сборным баком. [18]
В процессах отбелки и облагораживания в раствор переходит большая часть оставшегося после варки лигнина, золы, гемицел-люлоз, смолистых веществ и продуктов распада целлюлозы и тем самым повышаются содержание основного полезного вещества а-целлюлозы до 92 - 97 % и ее однородность. Одновременно целлюлоза приобретает такие важные для химической переработки качества, как набухаемость, повышенную реакционную способность и более равномерную вязкость. Далее целлюлозу тщательно промывают водой для удаления хлора и кислых продуктов, обезвоживают до содержания влаги 6 - 12 % и формируют в полотно, которое затем разрезают на листы ( 600X800 мм), идущие на упаковку. [19]
Для отделения лигнина от холоцеллюлозы следует применять такие методы обработки, при которых не происходит частичного растворения гемицел-люлоз. [20]
Лигнин - аморфное желто-коричневое вещество; он является составной частью одревесневших растительных тканей, заполняющей, наряду с гемицел-люлозами, пустоты между фибриллами целлюлозы. В химическом отношении лигнин - это нерегулярный полимер с разветвленными, макромолекулами, построенными в основном из остатков замещенных фенолоспиртов, которые соединены углерод-углеродными и простыми эфирными связями. [21]
![]() |
Вакуум-охладительная установка. [22] |
В процессе варки целлюлоза как конечный продукт производства остается нетронутой, а в раствор сульфитного щелока переходят лигнин, гемицел-люлозы, смолы, жиры, минеральные соли. Кроме того, щелок содержит моносахариды, получаемые в основном при гидролизе гемицеллюлоз. [23]
При варке в мягких условиях целлюлозы высокого выхода и полуцеллюлозы, а также сульфитной вискозной, или кордной, целлюлозы гидролиз гемицел-люлоз не проходит до конца и в сульфитном щелоке и предгидролизате содержатся олигосахариды - продукты неполного гидролиза гемицеллюлоз. [24]
По мнению Кирша и Сайкса [404], численность их невелика, если учесть, что около 10 % сухого вещества разлагающегося ила составляют целлюлоза и гемицел-люлоза. Целлюлолитические бактерии, выделяемые из содержимого метантенков, очень близки по видовому составу и физио-лого-биохимическим характеристикам к бактериям рубца жвачных животных. В связи с этим большой интерес представляют данные о физиологии питания и метаболической активности целлюлозоразрушающих бактерий рубца. Показано [309], что основные виды используют аммонийный азот и не способны утилизировать аминокислоты. Эти бактерии нуждаются в Na, витаминах группы В и жирных кислотах, необходимых для процессов биосинтеза. Установлено, что в биоразложении гемицеллюлозы участвуют главным образом штаммы Bacteroides ruminicola, Butyrivibrio fibrisolvens и, по-видимому, некоторые руминококки. Сходные данные приводятся Хобсоном [380] для анаэробных целлюлолитических бактерий, принимающих участие в анаэробном сбраживании отходов. Способность ферментировать гемицеллюлозу присуща в основном Bacteroides ruminicola. Эти бактерии дезаминируют аминокислоты, в результате чего выделяется аммиак. Большинство культур, изолированных из разлагающихся отходов, усваивают аммонийный азот. [25]
Полисахариды древесины по скорости гидролитического распада в кислой среде разделяются на две группы: 1) легкогидро-лизуемые полисахариды - гемицеллюлозы и 2) трудногидроли-зуемые полисахариды - целлюлоза и небольшая часть гемицел-люлоз. Такое деление объясняется особенностями строения целлюлозы и гемицеллюлоз. [26]
Из целлюлозы построены главным образом оболочки клеток растений, древесина, хлопок. Гемицел-люлозы обычно сопутствуют целлюлозе, более растворимы и легче могут быть гидролизованы. Они состоят из различных моносахаридов. Пентозаны представляют собою высокомолекулярные полисахариды, в состав которых входят моносахариды-пентозы, такие как арабиноза и ксилоза. [27]
В щелочной среде при невысоких температурах легко гидролизуют-ся сложноэфирные связи, поэтому на ранних стадиях щелочных варок происходит отщепление ацетильных групп. Деацетилирование гемицел-люлоз имеет важное значение, так как способствует их уплотнению. Это используют в комбинированных варках для повышения выхода целлюлозы. Отмечено, что ксиланы более стабильны в условиях щелочных варок, чем глюкоманнаны. Стабильность ксиланов можно объяснить наличием на редуцирующем конце макромолекулы звена галактуроновой кислоты, к которому во втором положении присоединена а-гликозидной связью рам-нопираноза, что препятствует изомеризации звена кислоты. Аналогично влияют и звенья 4 - О-метилглюкуроновой кислоты, также занимающие второе положение в звеньях главной цепи ксиланов. При повышенных температурах звенья уроновой кислоты отщепляются. Как уже отмечалось, их а-гли-козидные связи с ксилопиранозной цепью наименее устойчивы к щелочному гидролизу. Ксиланы древесины хвойных пород более устойчивы, чем ксиланы лиственных. Они содержат больше звеньев 4 - О-метилглюкуроновой кислоты, но основная причина заключается в наличии в третьем положении звеньев ксилопиранозной цепи арабинофуранозных остатков. Концевое ксилозное звено с боковым арабинозным звеном легко его отщепляет и перегруппировывается в ксилометасахариновую кислоту, препятствующую пилингу. Заместители у С ( 6) ( например, галактоза в галактоглю-команнанах) не оказывают влияния на реакцию отщепления концевого звена полисахаридов. [28]
Главная роль в растворении клеточных стенок принадлежит ге-мицеллюлазам и пектиназам. Основной составной частью гемицел-люлоз ячменя является р-глюкан, гидролиз которого катализируется эндо-р-глюканазой. Меньшая роль принадлежит арабинозидазе и ксиланазе. [29]
Протекание реакций распада обусловливает потери целлюлозы при сульфатной варке. Однако при этом потери гемицел-люлоз значительно выше, что связано с их аморфным строением и низкой степенью полимеризации. [30]