Удаление лигнина

Однако при почти полном удалении лигнина целлюлоза содержит еще некоторое количество гемицеллюлоз. Поэтому, например сульфитная мягкая целлюлоза содержит небольшое количество лигнина, но значительное количество гемицеллюлоз. Это является недостатком при получении чистой целлюлозы для химической переработки. В этом случае приходится прибегать к обработке целлюлозы горячей или холодной щелочью (горячее или холодное облагораживание). Более простой путь решения этой задачи — сульфатная варка с предгидролизом древесины (рис. 40). Осуществляется [c.344]

Было показано, что полисахариды древесины после удаления лигнина расщепляются значительно быстрее, чем в его присутствии. Процесс расщепления полисахаридов древесины ускоряется после сильного сухого размола, облучения у-лучами или быстрыми электронами. [c.296]

Полисахаридный скелет клеточных стенок растений получил наименование холоцеллюлозы. Выход ее зависит от содержания в растительной ткани целлюлозы и гемицеллюлоз. Лабораторные методы, применяемые для выделения холоцеллюлозы, основаны на превращении лигнина методами окисления или хлорирования в растворимое состояние. Среди таких методов наибольшее распространение получили обработка растительных тканей хлоритом натрия в уксуснокислой среде, перуксусной кислотой или газообразным хлором с последующим растворением хлорлигнина в спиртовом растворе, содержащем слабое органическое основание, например этаноламин. Воздействие на лигнин должно осуществляться в условиях, обеспечивающих достаточное набухание растительной ткани. Однако это набухание не должно быть чрезмерным, так как в противном случае часть гемицеллюлоз переходит в раствор и выход холоцеллюлозы снижается. Для предохранения гемицеллюлоз от растворения иногда отмывку растворившегося лигнина проводят водой, смешанной с этанолом. Если для обработки растительной ткани с целью удаления лигнина применить среды, в которых она почти не набухает, например смесь перекиси водорода с ацетоном, этанолом, удаление лигнина сильно затрудняется. [c.339]

Часто для предохранения целлюлозы от разрушения варка не доводится до максимального удаления гемицеллюлоз, а прекращается немного раньше, когда делигнификация волокон еще не закончена. Последующее удаление лигнина и гемицеллюлоз осуществляется хлорированием, обработкой горячей щелочью и отбелкой. [c.362]

Поскольку хлорирование и отбелка почти не влияют на содержание гемицеллюлоз, удаляют их в основном на стадии облагораживания. Если целлюлозу после удаления лигнина обработать водными растворами едкого натра различных концентраций при нормальной температуре, то растворимость ее будет изменяться по кривой, проходящей через максимум в области 9—10% едкого натра [49]. Абсолютное значение ординат растворимости у разных целлюлоз будет разным. [c.380]

Холоцеллюлоза - комплекс полисахаридов древесины, получающийся в виде волокнистого остатка после удаления экстрактивных веществ соответствующими нейтральными растворителями и делигнификации (удаления лигнина). В состав холоцеллюлозы входят целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды, не экстрагируемые нейтральными растворителями, используемыми для извлечения экстрактивных веществ (гемицеллюлозы). Выход холоцеллюлозы при выделении ее из древесины различными методами составляет в среднем для хвойных пород 70...73%, лиственных пород - 72... 79%. [c.268]

В настоящее время обработка озоном в кислой среде с целью удаления лигнина находит применение при отбелке целлюлозы - см. 13.3.2. В указанном разделе рассматриваются и механизмы протекающих реакций. [c.447]

Делигнификация (удаление лигнина) - один из важнейших процессов химической переработки растительного сырья. Делигнификацию древесины и прочих видов растительного сырья осуществляют при получении технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов с помощью варочных процессов (варки целлюлозы). Дополнительная делигнификация технических целлюлоз проводится при получении беленой целлюлозы для бумаги и целлюлозы для химической переработки в процессе отбелки. В химии процессов делигнификации обычно рассматривают две группы реакций реакции, приводящие к растворению лигнина, и реакции, затрудняющие этот процесс (реакции конденсации). В ходе варочных процессов и отбелки лигнин и продукты его деструкции могут вступать в реакции нуклеофильного и электрофильного замещения, элиминирования, восстановительного расщепления и изомеризации. Кроме гетеролитических (ионных) реакций могут протекать и свободнорадикальные, например, окисление, рекомбинация. [c.462]

Одновременно с удалением лигнина из древесины удаляется часть полисахаридов и экстрактивных веществ. Степень удаления этих веществ зависит от их состава для разного растительного сырья и локализации в древесной ткани, а также от метода варки. Необходимая степень удаления гемицеллюлоз определяется предназначением продукта варки. Целлюлоза для химической переработки должна иметь минимальное содержание не- [c.463]

Избирательное удаление лигнина осложняется тем, что варочный процесс протекает в водной среде, и поскольку лигнин гидрофобен, 262 [c.262]

Данные (в %) удаления лигнина из еловой и буковой древесины гидротропными солевыми растворами 15, 25, 35%-ной концентрации [c.138]

Лигнин в целлюлозе Удаленный лигнин [c.138]

Все экстрагирования проводились при 160° С в течение Удаленный лигнин в % от его исходного содержания. Удаленные углеводы в % их сходного содержания. Содержание лигнина 27,1%. [c.138]

Как и предполагалось, скорость удаления лигнина была выше при большей скорости потока. Удаление лигнина происходило быстрее при перколяционном, чем при периодическом методе варки. По-видимому, в первом случае имела значение постоянная концентрация едкого натра в противоположность значительному падению его концентрации при втором методе. [c.453]

Когда древесину предварительно экстрагировали 1 %-ным едким натром или метанолом — соляной кислотой, выход летучих кислот значительно сокращался. Однако это снижение выхода обусловливалось не удалением лигнина, а омылением гидролизующихся ацетильных групп. [c.655]

Стюарт и Макферсон [70] нашли, что метанольный экстракт содержит фракцию нелетучих кислот, которая была выделена щелочным гидролизом, удалением лигнина подкислением и фильтрацией, экстрагированием фильтрата эфиром и экстракцией эфирного экстракта водным бикарбонатом натрия. [c.727]

Два метанольных экстракта вместе с экстрактами необработанной древесины были подвергнуты обработке для удаления лигнина Класона и кислоторастворимого лигнина. Затем смесь фракционировалась бумажной хроматографией. [c.728]

Термин холоцеллюлоза для продукта, получаемого из древесины после удаления лигнина, первыми использовали Риттер и Курт [175]. В идеале делигнификация должна приводить к полному удалению лигнина без какого-либо химического воздействия на полисахариды. Однако полностью удовлетворяющего этому требованию способа делигнификации не найдено. Для холоцеллюлозы можно установить три важных критерия низкое содержание остаточного лигнина минимальная потеря полисахаридов минимальная окислительная и гидролитическая деградация целлюлозы. [c.25]

Были проведены исследования по сравнению хлорного и хлоритного методов в отношении эффективности удаления лигнина и сохранения полисахаридов [28, 234]. Однако никакого определенного заключения сделать не удалось из-за противоречивости данных, поскольку на делигнификацию-влияют много факторов. В любом случае к концу делигнификации происходит потеря полисахаридов. [c.26]

Отбелка в щелочной среде происходит на стадиях обработки гипохлоритом и окисления кислородом и пероксидами (см. 16.7.2 и 16.7.3). В с.хемах отбелки гипохлорит обычно применяют на более поздних стадиях удаления лигнина (например, X—Щ—Г), но иногда и на ступени щелочной обработки для увеличения белизны целлюлозы. В отличие от хлора и диоксида хлора анионы гипо.хлорита (СЮ") действуют как сильные нуклеофилы, которые легко присоединяются к положениям в хиноидных и других ено-новых структурах лигнина, имеющих положительный заряд и образовавшихся в предшествовавших реакциях окисления (см. схему 10.9). В результате этих реакций присоединения данные структуры превращаются через оксирановые интермедиаты в карбонилсодержащие кислоты или другие щелочерастворимые продукты деградации (схема 11.14). Частичное разложение гипохлорита может также привести к образованию электрофильных радикалов С1- и СЮ- [25. [c.250]

Бактерии разных видов способны атаковать клеточные стенки в значительной степени лишь после частичного удаления лигнина химической обработкой. Снижение массовой доли лигнина в дре- [c.320]

Термомеханическая масса, получаемая с выходом 91—98 %, имеет более низкую белизну по сравнению с дефибрерной древесной массой из той же древесной породы. Это объясняется влиянием хранения щепы, более высокой доли коры и высокой температуры при предварительном пропаривании [2161. Для получения белой ТММ с высоким выходом используют отбелку без удаления лигнина, например дитионитом или пероксидом водорода (см. 16.7.2). [c.339]

Делигнификация протекает как гетерогенная реакция в три стадии. При температуре ниже 140 С происходит начальная делигнификация. Основная делигнификация протекает при температуре выше 140 °С, пока не перейдет в раствор примерно 90 % лигнина. Последнюю стадию удаления лигнина называют остаточной делигнификацией [181]. Химические реакции лигнина и полисахаридов при щелочной варке рассмотрены в гл. И. [c.350]

Лигносульфоновые кислоты. В связи с вопросом о действии сульфитов на фенолы и хиноны необходимо упомянуть о сульфокислотах, образующихся при удалении лигнина из древесинь1 в производстве целлюлозы по сульфитному методу. На попытки выяснения строения этих кислот затрачено много труда, однако эта цель далеко еще не достигнута [935]. Имеются две точки зрения на природу лигносульфоновых кислот. Согласно одной из них бисульфит реагирует с соединениями фенольного типа в их тауто-мерноп кето-форме [936], как это имеет место, нанример, в случае с резорцином. Согласно другой, более правдоподобно гипотезе сульфит присоединяется по двойной связи [937], стоящей в боковой цепи и сопряженной с карбонильной группой типа коричного альдегида. [c.142]

Так как SO2 способен к реакциям присоединения, это позволяет использовать диоксид для отбелки шерсти, шелка, соломы, для осветления дубильных экстрактов. Однако с течением времени изделия (например, соломенные шляпы) приобретают грязный оттенок из-за разрушения бесцветных соединений SOj с окраш эающими материал примесями. Растворы Са(Н80з)2 применяют для удаления лигнина иа древесины, поступающей для производства целлюлозы. В пищевой промышленности SO2 используют для продувки через сок сахарной свеклы (сульфитация) для его обесцвечивания, обеззараживания и снижения щелочности в процессах консервирования пюре, соков, плодов он играет роль антисептика, консерванта и антиокнс лителя. При этом плоды, белые сорта винограда приобретают золотистый оттенок. После удаления SO2 (десульфитация) остаточное содержание диоксида серы в продуктах не должно превышать 0,01%. [c.245]

Волокна целлюлозы в древесине связаны между собой лигнином. Для удаления лигнина и освобождения от него целлюлозы проводят варку древесины. Распространенным способом варки является сульфитный. Он был разработан в США в 1866 г., а первый завод по данной технологии был построен в Швеции в 1874 г. Широкое промышленное значение способ получил с 1890 г По этому способу для отделения лигнина и некоторых других веществ, содержащихся в древесине, последняя варится в сульфитном щелоке, который состоит из Са(Н50з)2, НгЗОз и ЗОг. В результате лигнин сульфо- [c.35]

Исследователи [46] пытались также выяснить фазовое состояние ксилоуронидов в клеточных стенках паренхимных тканей древесины березы. Для этой цели из измельченной древесины березы (Betula verru osa) удаляли лигнин хлоритом натрия в уксуснокислой среде в присутствии водного раствора этанола. Полученную мацерированную холоцеллюлозу промывали 50%-ным этанолом на металлической сетке с размерами отверстий 40 мк. В этих условиях через отверстия сетки отмывались только клетки древесной паренхимы, содержащие зерна крахмала. Крахмал удаляли обработкой клеток 0,1 %-ным раствором а-амидазы в 0,01М фосфатном буфере при 40° С в течение 8 ч. Количественный гидролиз полученных паренхимных клеток дал следующие результаты (%) галактозы 3,6, глюкозы 35,7, маннозы 2,0, арабинозы 0,9, ксилозы 57,8. Таким образом, в клеточных стенках паренхимных тканей древесины березы после удаления лигнина обнаружено более 70% [c.323]

Известный интерес в этом отношении представляет бисульфит-ный метод, основанный на длительном воздействии на древесину реакционной среды при 50° С [2], а также метод, основанный на пропитке мелкой щепы водной щелочью и последующей обработке ее газообразной двуокисью хлора [3]. Однако первый из этих методов требует много времени, а второй — применения тонкоизмель-ченной древесины. Поэтому на практике для получения из одревесневших тканей волокнистого материала пока применяют более простые и экономичные методы удаления лигнина, основанные на обработке растительных тканей водными растворами сернистой кислоты и ее солей или щелочными растворами в автоклавах при повышенных температуре и давлении. [c.339]

Холоцеллюлоза и водорастворимые полисахариды и полиурониды -гидролизуемая часть древесины. При полном гидролизе полисахариды превращаются в моносахариды. После удаления экстрактивных веществ подходящим растворителем и полного гидролиза углеводной части в остатке получается лигнин. Поэтому в анализе древесины лигнин рассматривают как негидролизуемый остаток. В действительности под действием кислоты (катализатора гидролиза) в лигнине подвергаются деструкции простые эфирные связи и сохраняются, а также образуются новые углерод-утлеродные связи. Выделенный лигнин лишь по количеству примерно соответствует природному лигнину древесины, а по химическому строению значительно от него отличается. Лигнин, вследствие его фенольной природы, окисляется легче, чем полисахариды. После удаления экстрактивных веществ и обработки подходящими окислителями в виде волокнистого продукта остается холоцеллюлоза. Удаление лигнина называют делигнификацией. [c.186]

В процессе варки целлюлозы и полуцеллюлозы древесная ткань подвергается химическому и физическому воздействию. В результате делигнификации и частичного удаления гемицеллюлоз она распадается на отдельные древесные волокна с превращением последних в целлюлозные волокна. При этом ультраструктура клеточной стенки существенно изменяется. Учитьгаая распределение слоев клеточной стенки по массе, необходимо подчеркнуть, что основное количество лигнина присутствует во вторичной стенке. Следовательно, для достижения достаточной степени делигнификации требуется удалить лигнин из всех слоев клеточной стенки. Удаление лигнина из срединной пластинки приводит к ее разрушению и разъединению волокон, а удаление из вторичной стенкн - к ослаблению связей между фибриллами. Фибриллярная структура клеточной стенки позволяет делить, волокна на продольные элементы и связывать их между собой. На этом основан процесс производства бумаги. В результате делигнификации целлюлозные волокна становятся гибкими и эластичными. При последующем размоле целлюлозной массы при подготовке к формованию бумаги происходит фибриллирование клеточньк стенок - расщепление их на фибриллы и последних на более тонкие элементы. На процесс фибриллирования определяющее влияние оказы-вае ультраструктура клеточной стенки. По сравнению с хлопковым волокном волокна древесной целлюлозы фибриллируются значительно легче. При формовании бумаги в процессе удаления воды возникают прочные межволоконные связи за счет трения, механического зацепления фибрилл, а также возникновения межмолекулярных сил взаимодействия, в том числе прочных водородных связей между макромолекулами на поверхностях фибриллированных элементов, и образуется бумажный лист. [c.224]

Целью варки является выделение из древесины волокон целлюлозы в наименее поврежденном виде с оптимальным выходом. Сущность процесса варки сульфатной целлюлозы заключается в обработке древесины варочным раствором — белым щелоком при температуре 165—175 °С и давлении 0,7—1,2 МПа. Поскольку растворение и удаление лигнина составляет основу варки целлюлозы — процесс варки называют также делигни-фикацией. [c.7]

Обработанные этими растворами срезы изучались под микроскопом в поляризованном свете. Многочисленные фотомикрографии срезов древесины на разных стадиях хлорирования в четыреххлористом углероде показали, что лигнин был распределен по срединной пластинке и различным слоям целлюлозы вторичной стенки. Фотомикрограммы показали также присутствие темных концентрических областей во вторичной стенке, откуда был удален лигнин. Число этих темных зон зависело от толщины стенки. После набухания делигнифицированных срезов в этаноле или воде появлялись дополнительные темные зоны. В осине, очевидно, существует два типа лигнина. [c.32]

Как было установлено, гидрофобный характер лигнина влиял на гидрофильные связующие компоненты срединной пластинки и первичной стенки. После удаления лигнина прочность во влажном состоянии связующих зон в этих участках понижалась, тогда как влияние связей в остаточных пектиновых полиурони-дах сохранялось. Эта прочность во влажном состоянии, или биологическая прочность , падала после делигнификации примерно до 10,5—17% прочности исходной древесины. [c.41]

Голдфингер [50] нашел, что энергия активации удаления лигнина возрастает с ходом варки, достигая 22,5 ккал на конечной стадии, в которой, главным образом, имеет место расшеиление лигнин-углеводных или лигнин-лигнинных связей. [c.377]

Мнение Пью поддержал и Хуг [95]. Он не нашел данных, подтверждающих образование нерастворимого лигнин-дигидроквер-цетинового комплекса и затруднения при варке приписал малой скорости удаления лигнина. Этому благоприятствует и автоката-литическое разложение бисульфитного раствора тиосульфатом, образующимся при восстановлении бисульфита днгидрокверце-тином. [c.391]

В случае зрелой древесины содержание метоксилов в лигнине Класона, полученном из экстрагированных лигнинов и целлюлозы , а также содержание метоксилов в водонерастворимом лигнине, полученном из экстрактов, понижается приблизительно только на 1 % после нескольких экстракций. Иными словами, лигннн с высоким содержанием метоксилов растворяется первым. Однако скорость удаления лигнина в обоих случаях была почти одинаковой. [c.523]

Выход ксилана увеличивается, если экстракции подвергают го-.лоцеллюлозу — смесь полисахаридов древесины, полученную после удаления лигнина одним из обычных способов (действием хлора " , двуокиси хлора , хлористой или надуксусной кислот). Ацетилированный (4-0-метилглюкуроно)-ксилан выделяют, экстрагируя голоцеллю-лозу диметилсульфоксидом " . [c.525]

Выход холодно-щелочной полуцеллюлозы составляет от 85 до 92 %, и поэтому избирательность удаления лигнина и полиоз меньше, чем в нейтрально-сульфитном процессе. Основной недостаток холодно-щелочных полуцеллюлоз — низкая белизна (40— 50 %), которую можно повысить двухступенчатой пероксид-гипо-хлоритной отбелкой. Показатели прочности высокосортной холоднощелочной полуцеллюлозы несколько выше, чем у хвойной дефибрерной древесной массы. [c.345]

Ускорение делигнификации при натронно-антрахинонной варке обусловлено увеличением степени удаления лигнина из вторичной стенки и особенно из срединной пластинки в случае как ранней, так и поздней древесины [53, 107, 1081. [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология