Новости химической науки > Отходы целлюлозно-бумажной промышленности станут реагентами

Исследователи из Лёвенского Католического Университета (Нидерланды) разработали экологически безопасный способ отделения лигнина – отхода целлюлозно-бумажной промышленности – от древесины и его конверсии в полезные химические строительные блоки.

Получаемые в результате конверсии лигнина вещества могут использоваться в качестве компонентов красящих составов, изоляционных пен и некоторых других продуктах.

Лигнин представляет собой вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток, которое содержится в клеточных стенках сосудистых растений и некоторых водорослей. Лигнин представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения. Отделяемый при переработке лигноцеллюлозной массы лигнин, как правило, идет в отходы производства. По словам руководителя нового исследования профессора Берта Селса (Bert Sels), исследователи длительное время пытаются решить проблему как делигнификации, так и последующего применения лигнина. Традиционно применяемые методы разделения целлюлозы и лигнина, как правило, требуют создания жестких условий, в результате которых выделяемый лигнин уже не пригоден для дальнейшей обработки. Поэтому в настоящее время отходы лигнина чаще всего сжигают, хотя из-за низкой теплотворной способности топливо из лигнина получается тоже весьма посредственное.

Рисунок из Energy Environ. Sci., 2015,8, 1748

Вместо разработки очередного метода превращения этого отхода целлюлозно-бумажной промышленности исследователи из Католического университета сконцентрировались на разработке способа, позволяющего превращать древесину или другой лигноцеллюлозный материал в целлюлозно-бумажную пульпу и ценные производные самого лигнина.

Как поясняет Селс, новый метод заключается в подаче древесных опилок в химический реактор, куда также вводятся катализатор и растворитель. Оптимизация температуры и давления позволяет не только отделить лигнин от целлюлозы, но и дефрагментировать его на меньшие по размеру компоненты. В результате операции лигнин выделяется в виде «лигнинового масла» (lignin oil), которое проще перерабатывать в химические строительные блоки, которые далее можно использовать для получения полимеров, красок, отдушек для парфюмерии и т.д.

Сравнительно недавно эта же исследовательская группа разработала метод конверсии древесной целлюлозы в углеводороды, которые могут использоваться в качестве добавок к бензину или исходных материалов для получения полимеров.

Селс подчеркивает, что долгое время методики переработки растительного сырья были направлены лишь на конверсию полисахаридов, как, например, целлюлоза, чему и были посвящены прежние работы исследователей, рассматривавшие возможность извлечения прибыли из древесной пыли – еще одного отхода технологии производства бумаги. Новое исследование переосмысливает концепцию рациональной переработки природного сырья – впервые исследователи сосредоточились на лигнине как компоненте древесины – исходном сырье для получения химических строительных блоков. Исследователи надеются, что их новая разработка может оказаться значительным подспорьем для целлюлозно-бумажной промышленности.

Источник: Energy Environ. Sci., 2015,8, 1748; DOI: 10.1039/C5EE00204D

метки статьи: #биохимия, #вопросы экологии, #кинетика и катализ, #химическая технология, #химия биомассы