Другие методы выделения лигнина из древесины

Производство целлюлозы заключается в выделении ее из древесины — другими словами, отделении ее от гемицеллюлоз и лигнина. Для этого измельченную древесину — древесную щепу обрабатывают какими-либо реагентами, например растворами, которые растворяют гемицеллюлозы и лигнин, а целлюлозу оставляют неизмененной. Для растворения гемицеллюлоз и лигнина используют растворы слабых кислот или щелочей. В зависимости от этого различают два основных метода производства целлюлозы 1) сульфитный (кислотный) и 2) сульфатный (щелочной). [c.185]

Выделение лигнина из древесины проводят с различными целями для получения препаратов лигнина и их последующего исследования для количественного определения лигнина в древесине и другом растительном сырье прямыми методами. При делигнификации сырья с целью получения технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов можно из отработанных варочных растворов выделить технические лигнины. В зависимости от цели подбирают соответствующие методы выделения. При получении препарата лигнина для исследования метод выделения должен обеспечить минимальное изменение самого лигнина. Выделить же природный лигнин из древесины в неизмененном состоянии практически невозможно. При количественном определении лигнина метод выделения должен обеспечить выход препарата лигнина, более или менее соответствующий его количеству в древесине. При делигнификации древесины в производстве целлюлозы основная задача заключается в получении целлюлозы с большим выходом и определенными показателями качества, в том числе с малым содержанием остаточного лигнина. В этом случае глубокие химические изменения, происходящие при его удалении, неизбежны. Технические лигнины, выделенные из отработанных варочных растворов, значительно изменены по сравнению с природным лигнином. [c.366]

Препараты кислотных лигнинов имеют темный цвет и не растворимы ни в каких растворителях. Под действием концентрированных кислот в лигнине происходят химические изменения разрушаются простые эфирные связи, а в результате конденсации образуются новые углерод-уг-леродные связи (см. 12.8.5 и 12.8.9). Сетка лигнина становится более частой. Однако по количеству кислотные лигнины, особенно в случае древесины хвойных пород, близко соответствуют природному лигнину. Поэтому выделение кислотных лигнинов применяют для количественного определения лигнина в древесине и другом растительном сырье (а также в технических целлюлозах и других волокнистых полуфабрикатах) прямыми методами. Полагают, что солянокислотный лигнин менее конденсирован, чем сернокислотный, причем степень конденсации зависит от условий обработки. К препаратам кислотных лигнинов близок технический гидролизный лигнин (см. 12.2.4). [c.368]

Другие методы выделения лигнина из древесины [c.575]

Изложим кратко сущность других методов выделения целлюлозы. По натронному методу древесина варится под давлением с 6—8-процентным раствором едкого натра при 165—170 в течение 4—6 часов. Лигнин растворяется в щелочи, гемицеллюлозы также частично растворяются и гидролизуются, смолы превращаются в растворимые в воде натриевые соли смоляных кислот. Щелок после промывки целлюлозы сгущается выпариванием и сжигается. Все содержащиеся в щелочи органические вещества при этом сгорают, оставляя в остатке соду, из которой обработкой Са(ОН)г снова получают едкий натр. По натронному способу перерабатывают главным образом солому и лиственную древесину. [c.54]

Другими методами выделения целлюлозы из древесины являются натронный и сульфатный способы. При работе по натронному методу древесина подвергается варке под давлением в 6—8 ат с 6—8%-ным раствором едкого натра при 150—180 в течение 6 час. Расход едкого натра достигает 16—22 % от веса, получаемой целлюлозы. В условиях натронной варки лигнин растворяется в щелочи, гемицеллюлозы переходят в раствор и гидролизуются, а образующиеся в результате гидролиза гексозы и пентозы окисляются и превращаются в молочную, муравьиную и сахариновые кислоты. Смолы растворяются в виде натриевых солей смоляных кислот, жиры омыляются и образующиеся жирные кислоты превращаются в мыла. [c.152]

Для делигнификации древесины после освобождения ее от экстрактивных веществ используют обработку различными окислителями, избирательно окисляющими лигнин и практически не деструктирующими целлюлозу и другие полисахариды (см. 12.8.7). Методы выделения и количественного определения холоцеллюлозы, а также основного компонента древесины - целлюлозы - рассматриваются в [30]. [c.269]

Содержание лигнина в древесине и другом растительном сырье определяют преимущественно прямыми способами, основанными на количественном выделении лигнина, после предварительного удаления экстрактивных веществ соответствующей экстракцией, полным гидролизом полисахаридов концентрированными минеральными кислотами с последующим гравиметрическим определением количества лигнинного остатка [30]. Преимущественное применение получил сернокислотный метод. При анализе технических целлюлоз прямые методы используют главным образом в научно-исследовательской практике, а в производственном контроле обычно применяют косвенные методы, основанные на расчете содержания лигнина по расходу окислителя (чаще всего перманганата калия) на окисление остаточного лигнина. К косвенным методам относят также УФ-спектрофотометрический метод (см. 12.7.4). УФ-спектрофотометрию используют и для определения кислоторастворимого лигнина, переходящего в раствор при определении лигнина сернокислот- [c.374]

Кроме целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина, древесина содержит вещества, которые не входят в состав клеточной стенки. К этой группе веществ относятся алифатические и ароматические углеводороды и кислоты, терпены, фенолы, смоляные и жирные кислоты, эфирные масла, смолы, жиры, стерины и т. д. Эти вещества извлекаются (экстрагируются) нейтральными растворителями, такими, как эфир, спирт, бензол, ацетон, вода и т. п. Состав экстрактивных веществ зависит от породы древесины некоторые из них составляют значительный процент в древесине, другие, наоборот, присутствуют настолько в малых количествах, что при их определении приходится пользоваться специальными методами выделения и большими навесками исходного материала. Состав этих веществ различен для разных частей одного и того же дерева. Так, сахара и резервные питательные вещества (крахмал, жиры) содержатся в заболони, а вещества фенольного характера — в ядровой древесине. Состав экстрактивных веществ меняется и внутри микроструктуры дерева жиры присутствуют в паренхимных клетках, смоляные кислоты — в эпителиальных клетках и т. д. Кроме того, состав экстрактивных веществ, особенно питательных веществ, зависит от времени года, места произрастания, климатических условий и т. д. [c.60]

Хлорно-щелочный метод выделения целлюлозы из древесины, и из других растительных материалов, содержащих большое количество лигнина, основан на том, что хлорированный лигнин растворяется в щелочах значительно легче, чем природный лигнин. Если при действии щелочи на древесину необходимо для растворения лигнина применять б—8%-ный раствор едкого натра при 150—180°, то хлорлигнин растворяется в разбавленной щелочи при 50—60°. По хлорно-щелочному методу выделение целлюлозы из древесины и из соломы производится в две стадии [c.153]

Метод алкоголиза. Этот важный метод выделения лигнина из древесины был предложен в 1893 г. Класон показал, что при кипячении еловой древесины с этиловым спиртом в присутствии соляной кислоты часть лигнина переходит в раствор. Значительно позднее было найдено, что и другие спирты (метиловый, бутиловый, амиловый, бензиловый), а также гликоли и фенолы в присутствии незначительного количества соляной кислоты или других кислот также обладают способностью более или менее полно делигнифицировать древесину. Растворенный в спирте лигнин высаживается из раствора водой. Получаемые препараты (алкоголь-лигнины) представляют собой химические соединения лигнина с применяемыми реагентами. Сущность реакций лигнина со спиртами и фенолами до сих пор не ясна. Алкоголь-лигнины растворимы в органических растворителях и разбавленных растворах щелочей. [c.572]

Содержание целлюлозы в растительном материале колеблется в широких пределах. Волоски семян хлопчатника , например, состоят из целлюлозы на 98%. Обычным источником, служащим для выделения этого полисахарида, является древесина, содержащая, как правило, 40—50% целлюлозы. Промышленный метод получения целлюлозы заключается в химической обработке древесины, при которой удаляются примеси лигнина, гемицеллюлоз и других веществ . Это достигается экстрагированием древесины смесью бисульфита кальция или натрия и сернистой кислоты (сульфитный метод), едким натром (натронный метод) или его смесью с сульфидом натрия (сульфатный метод) при повышенных температуре и давлении. [c.524]

Целлюлоза в клеточных стенках древесины и других растений тесно связана со своими спутниками — лигнином и гемицеллюлозами. Кроме того, в древесине содержатся экстрактивные вещества. Содержание целлюлозы в древесине и других растительных материалах определяют методами количественного выделения целлюлозы в чистом виде. Для этого из древесины удаляют лигнин (проводят делигнификацию), гемицеллюлозы и экстрактивные вещества. Экстрактивные вещества удаляют либо предварительной экстракцией органическими растворителями, либо в ходе анализа. Удаление лигнина основано на его легкой окисляемости и некоторых реакциях, свойственных ему как ароматическому веществу. Удаление гемицеллюлоз основано на их легкой гидролизуемости. Целлюлоза трудно гидролизуется и трудно окисляется. Однако любой реагент, способный удалять лигнин или гемицеллюлозы, все же оказывает некоторое разрушающее действие на целлюлозу. Наибольшее применение для определения целлюлозы получили методы хлорирования и азотно-спиртовой. [c.118]

Урбан [142], Гибберт и Брауне [47], Брауне и Иирак [356] метилировали еловую древесину диметилсульфатом. Во всех случаях была получена метилированная древесина, содержащая 38,6—38,8% метоксилов. Попытки выделить лигнин без потерь метоксильных групп не удались, кроме случая, когда применялся метанол и соляная кислота. В этом случае был получен метилированный еловый метанол-лигнин, содержащий 30,6% метоксила. Во всех других методах выделения лигнина были получены производные со значительно меньшим содержанием метоксилов, так как некоторые метоксильные группы отщепились в процессе выделения [357]. [c.383]

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%-ного раствора перйодата при температуре 20° в течение 24 час. при непрерывном перемешивании. Затем древесина отфильтровывается, тщательно промывается и экстрагируется в течение 3 час. с 12 л кипящей дистиллированной воды. 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. [c.360]

Перед выделением лигнина следует удалить экстрактивные вещества во избежание образования продуктов их конденсации с лигнином. После экстрагирования необходимо удалять такие растворители, как спирт, ацетон, особенно в случае применения при выделении лигнина концентрированных минеральных кислот. При использовании первой группы методов выделения получают так называемые кислотные лигнин ы. Применяют серную и соляную кислоты, их смеси и другие минеральные кислоты. В случае получения сернокислотных лигнинов пользуются 68—78 %-ной кислотой, чаще всего 72 %-ной, для первой ступени гидролиза с последующим разбавлением. Все препараты лигнина, полученные кислотным гидролизом, изменены по строению и свойствам в результате реакции конденсации [129]. Считают, что солянокислотный лигнин, полученный обработкой древесины сверхконцентрирован-ной соляной кислотой, менее конденсирован по сравнению с сернокислотным. Сернокислотный и солянокислотный лигнины дополнительно содержат соответственно серу и хлор. Эти препараты вепри- [c.39]

Мереуэзер [55], анализируя 156 литературных источников, опубликованных с 1866 по 1956 г., пытался систематизировать материал в зависимости от применяемых различных воздействий на лигнифицированную клеточную стенку, вызывающих фракционирование химических компонентов и выделение ЛУК. Важным доказательством за илп против химической связи между лигнином и остальными компонентами, ио его мнению, является, в первую очередь, ответ на вопрос можно ли отделить компоненты друг от друга физическими методами, такими, как растворение, ие вызывающими химических изменений Рассмотренные [55] работы Брауна, Грона, Беркмана, Харриса, Чудакова и других показали, что из древесины без химических изменений компонентов можно выделить лишь незначительную часть лигнина. [c.163]

Выделение нативного лигнина технически трудно осуществимо. Примерно 5—10% лигнина можно извлечь путем экстракции 95%-ным этанолом после удаления смолы эфиром. Другой способ заключается в удалении целлюлозы путем заражения древесины грибами—возбудителями бурой гнили и в экстракции лигнина спиртом после полного разрушения целлюлозы. Из-за всех этих трудностей значительцая часть работ по лигнину проведена с препаратами, полученными при жесткой обработке. Наиболее важным методом удаления лигнина является промышленное превращение целлюлозы в бесструктурную массу путем обработки древесины сульфитом и сернистой кислотой при 135° однако этот метод редко применяют в малых масштабах. [c.437]

Задачей целлюлозного производства является выделение из древесины или из других волокнистых растительных материалов целлюлозы и ее очистка. Процесс выделения целлюлозы заключается в удалении в большей или меньшей степени из древесины других ее составных частей лигнина, гемицеллюлоз, смолистых веществ и т. д.— путем обработки древесной щепы различными реагентами. Существуют различные методы выделения целлюлозы, отличающиеся друг от друга по применяемым реагентам и условиям обработки. Главнейшими из них, обычно применяемыми в промышленности, являются сульфитный и сульфат-н ы й. Известны также и другие методы хлорнощелочной, моно-. сульфитный, азотнокислотный, имеющие значительно меньшее распространение. [c.43]

Эти исследования в последующем были значительно расширены в направлении определения эффективности органических расширителей и методов их приготовления, Лигнин, главная составная часть древесины, составляет для хвойных деревьев примерно 30%. Другой важной составной частью древесины я вляются целлюлоза и пенго-заны. Выделение этих составляющих является основной частью процесса изготовления бумаги. В процессе обработки древесины лигнин переводится в сульфитный щелок. Лигнин растворим в щелочах и нерастворим в воде и большинстве минеральных кислот, включая и серную кислоту. Сульфитные щелоки являются исходным продуктом для получения концентрированны лигносульфокис-лот, применяемы в аккумуляторной промышленности. [c.30]

Солянокислотный метод был модифицирован рядом других исследователей. Рассов и Цикманн [1391 приготовляли суспензию древесной муки в десятикратном но весу количестве сверхконцентрированной кислоты и выдерживали ее в течение 24 час. в прохладном месте, разбавляли смесь десятикратным объемом дистиллированной воды, фильтровали и промывали лигнин. Хегглунд и сотрудники [28, 140, 141 ], изучавшие действие кислоты на еловую древесину, нашли, что сначала растворяется часть лигнина, вероятно, лигнино-углеводный комплекс, который в дальнейшем гидролизуется с выделением лигнина. Они обрабатывали древесную муку 43%-ной соляной кислотой только в течение 15 мин. Через 10 мин. смесь фильтровали через кварцевый песок и отделяли лигнин флотацией. [c.359]

Определение химического состава древесиаы имеет большое значение как с теоретической, так и с практической точек зрения. Особенно важно знать химический состав древесины при использовании ее в качестве сырья для химической переработки в связи с тем, что различные отрасли производства предъявляют к древесному сырью различные требования. Однако определение химического состава древесины связано с большими трудностями из-за сложности строения клеточных стенок и существования тесной связи между отдельными компонентами древесины. До сих пор еще не найдено совершенных методов, позволяющих выделять эти компоненты в неизмененном состоянии. Трудности выделения отдельных составных частей древесины осложняются их высокомолекулярной природой. При выделении отдельных веществ древесины (например, целлюлозы, лигнина) приходится прибегать к сравнительно жестким методам химического воздействия, которые вызывают изменение химического состава и молекулярного веса вследствие гидролитических, окислительных и других химических реакций. Кроме того, выделенные вещества, как правило, содержат примеси других компонентов и продуктов их разлон<ения. Поэтому методы анализа, основанные на выделении отдельных компонентов, не всегда точно характеризуют их количественное содержание в древесине. Следует также отметить, что определение некоторых компонентов древесины (например, пентозанов) основано на косвенных методах с применением эмпирических расчетных формул. [c.8]

Недавно Лизер и Шарек нитровали еловую древесину и лигнины, выделенные из еловой древесины медноаммиачным и солянокислотным методами, а также технический гидролизный лигнин (лигнин Шоллера) нитрующими смесями, состоящими из азотной и серной кислот, взятых в разных соотношениях. Полученные препараты нитродревесины содержали максимально 12,7% азота. В зависимости от условий нитрации, препараты значительно отличались др г от друга. Нитрация протекала очень быстро, и равновесие п[ актически наступало через 30 мин., однако авторы проводили реакцию в течение 2 час. [c.593]

Выделение целлюлозы по азотнокислотному способу заключается в обработке древесины 6—10%-ной азотной кислотой при 70° в течение 4 час. При этом пентозаны и другие легко гидролизуемые полисахариды гидролизуются, а лигнин частично окисляется и частично нитруется, образуя нитролигнин. Оба продукта превраш,ения лигнина растворяются в 1,5%-ном растворе NaOH при 70—100°. Затем целлюлозу отбеливают и отделяют от низкомолекулярных полисахаридов путем обработки разбавленным раствором щ,елочи при 80—90°. По этому методу получается древесная целлюлоза, содержащая 97—98% а-целлюлозы. [c.662]