ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Состав и свойства продуктов гидролиза целлюлозы из "Химия целлюлозы" С увеличением степени гидролиза целлюлозы, т. е. с понижением степени полимеризации, закономерно изменяются свойства препаратов целлюлозы изменяется гигроскопичность, повышается растворимость в щелочи и резко ухудшается комплекс механических свойств целлюлозных материалов. [c.169] Средняя степень полимеризации препаратов гидролизованной целлюлозы всегда ниже, а содержание альдегидных групп и растворимость в шелочи выше, чем исходной целлюлозы. В результате гидролиза целлюлозы повышаются значения бедного и йодного чисел, увеличивается содержание водорастворимых продуктов. Не- значительное содержание карбоксильных групп, которое было в исходной целлюлозе, в процессе гидролиза не изменяется. [c.169] В процессе гидролиза изменяется гигроскопичность препаратов целлюлозы. В начальной стадии гидролиза гигроскопичность целлюлозы значительно понижается (на 20—30%), а затем постепенно увеличивается. Понижение гигроскопичности в начальной стадии гидролиза является, по-видимому, следствием повышения степени кристалличности целлюлозы в результате удаления аморфной фракции (рекристаллизация). [c.169] Чем ниже молекулярный вес целлюлозы после гидролиза, тем выше степень ее кристалличности . Рекристаллизация целлюлозы при гидролизе происходит тем сильнее, чем выше температура и чем больше полярность среды . В результате рекристаллизации целлюлозы в процессе гидролиза уменьшается сорбция ею воды, иода и красителя, повышается ее плотность, значительно снижается теплота смачивания гидролизованной целлюлозы по сравне-нению с исходной . [c.169] По-видимому, путем блокирования свободных альдегидных групп, достигаемого действием различных реагентов, можно значительно снизить растворимость препаратов гидролизованной целлюлозы в щелочи. [c.171] Растворимость гидролизованной целлюлозы в щелочи при одной и той же степени полимеризации зависит также от метода гидролиза и от применяемой кислотьИ , что объясняется, по-видимому, различной полидисперсностью этих препаратов, а также тем, что при гидролизе целлюлозы разными реагентами происходит в различной степени разрушение морфологической структуры волокна (см. гл. 1). [c.171] Гидролизованная целлюлоза, так же как и другие продукты превращения целлюлозы, является полидисперсным материалом. Однако фракционирование уксуснокислых и метиловых эфиров гидролизованной целлюлозы показало , что их полидисперсностъ меньше, чем соответствующих эфиров, получаемых из исходной целлюлозы. Это, по-видимому, объясняется тем, что в процессе гидролиза в первую очередь подвергаются деструкции макромолекулы более высокой степени полимеризации. [c.171] В последнее время начинает находить практическое применение так называемая микрокристаллическая целлюлоза , получаемая гидролизом природной или гидратцеллюлозы 2,5 и. НС1 при 105 °С до предельного значения СП. Этот препарат подвергают механическому измельчению и в виде белого тонкого порошка используют в качестве наполнителя в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности . Микрокристаллическая целлюлоза обладает максимальной степенью кристалличности и плотностью из всех известных целлюлозных материалов. Ее вырабатывают в США в промышленных масштабах под названиями авицел и аверин, исходя из древесной целлюлозы с высоким содержанием а-целлюлозы (92—95%). Микрокристаллическая целлюлоза может быть использована и для получения разнообразных эфиров целлюлозы пониженного молекулярного веса, которые могут быть применены в лакокрасочной и других отраслях промышленности. Высокая плотность материала и компактность порошкообразной целлюлозы обеспечивают возможность проведения процесса этерификации или 0-алкилирования при малых модулях ванны, благодаря чему значительно повышается производительность аппаратуры. [c.171] Как уже указывалось, в результате гидролиза целлюлозы образуется смесь различных продуктов, начиная от сравнительно высокомолекулярной целлюлозы и продуктов гидролиза со степенью полимеризации от 7 до 50—60, называемых целлодекстринами, кончая олигосахаридами (главным образом, ди- и трисахаридами) и глюкозой. [c.171] С понижением молекулярного веса увеличивается удельное вращение олигосахаридов и их растворимость в воде и спирте. [c.172] Конечным продуктом гидролиза целлюлозы является О-глю-коза. При соответствующем подборе условий целлюлоза может быть почти полностью гидролизована до глюкозы — с выходом 92—96% от теоретического. Полный гидролиз целлюлозы может быть осуществлен при действии концентрированных минеральных кислот на холоду или разбавленных кислот при высокой температуре под давлением. После того как было показано, что глюкоза может быть получена не только гидролизом чистой целлюлозы, но и целлюлозосодержащих растительных материалов, гидролиз этих материалов получил большое промышленное значение. [c.172] В промышленных условиях гидролиз древесины большей частью осуществляется действием разбавленной (0,2—1 %-ной)- серной кислоты в автоклавах под давлением при 160—190°С. Время взаимодействия с разбавленной кислотой при высокой температуре стараются свести до минимума, чтобы предотвратить разложение глюкозы, поэтому образующуюся глюкозу непрерывно удаляют из сферы реакции. [c.172] При гидролизе древесины разбавленными кислотами гидролизуется не только целлюлоза, дающая )-глюкозу, но в первую очередь более легко гидролизуемые гемицеллюлозы. При гидролизе гемицеллюлоз получаются как моносахариды, при сбраживании которых образуется этиловый спирт (О-глюкоза, О-манноза, Д-галактоза), так и не сбраживаемые (Д-ксилоза, -арабиноза). Количество сбраживаемых моносахаридов составляет около 75% от общего количества моносахаридов, образующихся при гидролизе древесины. Выход спирта составляет 32—35 л из 100 кг сухой древесины. Расход серной кислоты—10% от веса сбраживаемых сахаристых веществ, или 0,4—0,5 кг на 1л получаемого спирта. [c.172] Несбраживаемые моносахариды перерабатываются в белковые дрожжи, хорошо усваиваемые организмом животных. [c.172] В качестве побочного продукта при гидролизе растительных материалов, в результате частичной дегидратации пентоз, получается фурфурол. [c.173] Таким образом, при комплексном использовании основных компонентов, образующихся прн гидролизе древесины и других растительных материалов, кроме этилового спирта получают белковые дрожжи, фурфурол и продукты превращения лигнина. [c.173] Вернуться к основной статье