CC BY
117
Гриб Р^иго^ ostreatus способен накапливать значительное количество витамина В12 до 1,400 мг на 1 кг сухого веса гриба [6]. В плодовом теле гриба Р1еиго^ ostreatus были определены водорастворимые витамины В1 и В2. Содержание витамина В1 в плодовом теле гриба Р1еиго^ ostreatus - 144,30 мг/кг, витамина В2 - 12,73 мг/кг массы абсолютно сухого вещества, витамина С - 111,3 мг %.
Таким образом, плодовое тело гриба Р1еиго^ ostreatus, выращенное на послеэкстракционном остатке древесной зелени сосны, содержит целый ряд значимых биологически активных компонентов.
Литература
1. Девочкин, Л.А. Шампиньоны / Л.А. Девочкин. - М.: Агропромиздат, 1989. - 174 с.
2. Морозов, А.И. Грибы: руководство по разведению / А.И. Морозов. - Л.: Сталкер, 2000. - 304 с.
3. Бисько, Н.А. Биология и культивирование съедобных грибов рода вешенка / Н.А. Бисько, И.А. Дудко. -Киев: Наук. думка, 1987. - 145 с.
4. Биохимический состав съедобных грибов Сибири / Н.П. Кутафьева, И.Э. Цепалова // Растительные ресурсы. - 1989. - №2. - С.278-282.
5. Соломко, Э.Ф. Физиолого-биохимические свойства и биосинтетическая активность высшего базидиально-го гриба Pleurotus ostreatus (Jacq: Гг) Kumm. в глубинной культуре: дис. ... д-ра биол. наук / Э.Ф. Соломко. - Киев, 1992.
6. Сравнительное изучение химического состава плодовых тел ксилотрофных видов высших грибов / С.М. Багдалян, П. Дако, С. Рапкор [и др.] // Микология и фитопатология. - 1997. - Т.31. - Вып.3. - С.б1-66.
---------♦-----------
УДК 676.166 Р.З. Пен, А.В. Бывшев, А.А. Полютов
ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА: ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ
В статье рассмотрена делигнификация древесного сырья пероксидом водорода в качестве альтернативы существующим промышленным способам производства технической целлюлозы. Обсуждены экологические и социальные аспекты новой технологии.
Промышленные способы делигнификации древесины и другого растительного сырья с целью получения технической целлюлозы приводят к значительному загрязнению воздушного и водного бассейнов.
Заводы, вырабатывающие сульфитную целлюлозу (в том числе в составе Енисейского целлюлознобумажного комбината) в качестве основных реагентов используют диоксид серы, сернистую кислоту и ее соли. Большое количество серосодержащих продуктов (лигносульфонатов, диоксида серы и др.), неизбежно попадающих при этом в сточную воду и газопылевые выбросы предприятия, заставляет производителей целлюлозы во всем мире отказываться от этого способа производства.
Щелочные способы делигнификации, в первую очередь, сульфатная варка, нашли более широкое применение в практике российских и зарубежных предприятий. В частности, по этой технологии вырабатывают волокнистые полуфабрикаты действующие предприятия Иркутской области - целлюлозные заводы Байкальского, Селенгинского, Братского и Усть-Илимского комбинатов. Несмотря на довольно совершенную технологию, принятую на этих предприятиях и близкую к зарубежным аналогам, потери серы в окружающую среду (в виде диоксида серы, сероводорода, метилмеркаптана, диметилсульфида и других соединений) заставляют и эти способы производства считать экологически неблагополучными и неперспективными.
Необходимым условием дальнейшего развития отрасли является снижение отрицательного воздействия предприятий на окружающую среду. Один из путей решения экологических проблем - создание принципиально новых способов получения целлюлозы. В качестве альтернативы традиционным способам рассматриваются катализируемые окислительные методы делигнификации древесного сырья пероксидом водорода в кислой среде.
Пероксид водорода привлекает внимание как один из наиболее приемлемых в экологическом отношении реагент для процессов делигнификации. На кафедре целлюлозно-бумажного производства Сибир-
Вестник^КрасТАУ- 2008. №4
ского государственного технологического университета разработан ряд модификаций способа получения целлюлозы путем катализируемой делигнификации измельченного растительного сырья пероксидом водорода в кислой среде [1-5].
Высокой делигнифицируюшей активностью обладают органические надкислоты (надуксусная, надму-равьиная и др.), генерируемые в ходе варки. Наиболее перспективной для промышленного использования представляется надуксусная кислота. Варочный раствор получают смешиванием пероксида водорода, уксусной кислоты и воды с добавлением катализаторов. Образующаяся надуксусная кислота окисляет лигнин, делая его растворимым [6-15].
Эффективными катализаторами окисления лигнина пероксидом водорода являются соединения переходных металлов - хрома, молибдена, вольфрама. Они взаимодействуют с пероксидом водорода с образованием промежуточных пероксокомплексов. Последние переносят активный кислород от пероксида водорода к органической кислоте. Одновременно пероксокомплексы необратимо разлагаются с выделением кислорода, что приводит к непроизводительному расходованию пероксида водорода в технологических процессах. Подходящим выбором условий можно направить процесс преимущественно по маршруту полезных реакций.
Дальнейшие исследования показали, что при подходящем выборе каталитической системы возможна эффективная делигнификация растительного сырья пероксидом водорода без использования органических кислот [16-19]. Способ оказался пригодным для выработки целлюлозных волокнистых полуфабрикатов не только для производства бумаги и картона, но и для химической переработки [20-25]. Такая возможность открывает перспективы совершенствования технологии в части приготовления варочного раствора и регенерации химикатов из отработанного щелока.
Пероксидные способы делигнификации решают основную задачу - исключение соединений серы из технологического процесса. Используемые реагенты не представляют опасности для окружающей среды. В этом основное преимущество обсуждаемых способов перед применяемыми в промышленности сульфатной и сульфитными технологиями. Из других достоинств можно отметить: возможность получения целлюлозных полуфабрикатов как с высоким выходом, так и с высокими показателями механической прочности, вследствие селективности катализируемой делигнификации; возможность выработки высококачественной реакционноспособной целлюлозы, пригодной для химической переработки; упрощенную схему регенерации отработанных варочных растворов, не содержащих значительного количества минеральных веществ; осуществление варочного процесса при температуре ниже 100 °С и при атмосферном давлении.
Следует обратить внимание также на социальный эффект новой технологии. Как уже отмечалось выше, газовые выбросы целлюлозно-бумажных предприятий содержат в своем составе дурнопахнущие серосодержащие соединения - оксиды серы, сероводород, метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисуль-фид и др. Это создает как на самом предприятии, так и на прилегающей территории, дискомфортную (вредную и зловонную) среду обитания человека. Применение пероксида водорода, как делигнифицирующего реагента, исключает образование токсичных и дурнопахнущих летучих веществ, что должно способствовать улучшению условий труда и качества жизни работников предприятия и населения близлежащих районов.
Литература
1. Пат. 2042004 РФ. Способ получения волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги / С.И. Суворова, Р.3. Пен, Е.Б. Мельников, М.О. Леонова, А.В. Бывшев, Е.Ю. Беляев // БИ. - 1995. - № 23.
2. Пат. 2206654 РФ. Способ получения целлюлозы / Р.З. Пен, А.В. Бывшев, И.Л. Шапиро, И.В. Мирошниченко // БИ. - 2003.
3. Пат. 2212483 РФ. Способ получения целлюлозы / А.В. Бывшев, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро // БИ. - 2003. -№ 26.
4. Пат. 2248421 РФ. Способ получения высокооблагороженной целлюлозы / А.А. Полютов, А.В. Бывшев, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро, О.А. Колмакова // БИ. - 2005. - № 8.
5. Полютов, А.А. Новые целлюлозные полуфабрикаты. - 2-е изд. / А.А. Полютов, Р.З. Пен, А.В. Бывшев. -Красноярск, 2007. - 270 с.
6. Пен, Р.З. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Свойства волокнистых полуфабрикатов / Р.З. Пен, С.И. Суворова, М.О. Леонова // Лесн. журн. - 1993. - № 2-3. - С. 57-60.
7. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Варка осиновой щепы с принудительной пропиткой и низким жидкостным модулем / М.О. Леонова, Л.Ф. Левина, С.И. Суворова [и др.] // Лесн. журн. - 1994. - № 3. - С. 76-80.
8. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. 3. Синергетические свойства катализаторов окисления / М.О. Леонова, Л.Ф. Левина, С.И. Суворова [и др.] // Лесн. журн. - 1996. - № 1-2. -С. 22-26.
9. Кинетика делигнификации лиственной древесины перуксусной кислотой / Р.З. Пен, В.Р. Пен, Н.В. Каретникова [и др.] // Вестн. СибГТУ. - 1999. - № 1. - С. 76-83.
10. Каретникова, Н.В. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Оптимизация состава варочного раствора / Н.В. Каретникоа, Р.З. Пен, В.Р. Пен // Химия растительного сырья. - 1999. -№ 2. - С. 41-44.
11. Каретникова, Н.В. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Оптимизация пе-роксидной варки / Н.В. Каретникоа, Р.З. Пен, В.Р. Пен // Химия растительного сырья. - 1999. - № 2. -С. 45-47.
12. Каретникова, Н.В. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. 6. Растворение окисленного лигнина / Н.В. Каретникоа, Р.З. Пен, В.Р. Пен // Химия растительного сырья. - 1999. - № 2.
- С. 49-51.
13. Catalytical pulping and bleaching with hydrogen peroxide in acid media / R.Z. Pen, A.V. Byvshev, N.V. Karet-nikova [at all] // Catalytic and thermochemical conversions of natural organic polymers. Internat. symp. - Krasnoyarsk, 2000. - Р. 217-219.
14. Кинетика делигнификации хвойной древесины перуксусной кислотой / Р.З. Пен, В.Р. Пен, М.О. Леонова [и др.] // Журн. прикладной химии. - 1999. - Т. 72. - Вып. 9. - С. 1541-1545.
15. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Перуксусная варка древесины разных пород / Н.В. Каретникова, Р.З. Пен, А.В. Бывшев [и др.] // Химия растительного сырья. - 2002. - № 2. -С. 21-24.
16. Мирошниченко, И.В. Кинетические особенности катализируемого разложения пероксида водорода / И.В. Мирошниченко, Р.З. Пен, А.В. Бывшев // Вестн. СибГТУ. - 2001. - № 1. - С. 99-102.
17. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Активность катализаторов окисления лигнина / Р.З. Пен, А.В. Бывшев, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья. - 2001. - № 1. -С. 43-48.
18. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Пероксидная варка и щелочная экстракция / Р.З. Пен, А.В. Бывшев, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья. - 2001. - № 3. -С. 5-10.
19. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. 9. Пероксидная варка древесины разных пород / Р.З. Пен, А.В. Бывшев, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья. - 2001. - № 3. -С. 11-15.
20. Пероксидная целлюлоза - новое сырье для химической переработки / Р.З. Пен, А.В. Бывшев, И.Л. Шапиро [и др.] // Химические волокна. - 2004. - № 2. - С. 28-31.
21. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. Химические свойства пероксидной целлюлозы / О.А. Колмакова, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья. - 2003. -№ 1. - С. 39-43.
22. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. 12. Свойства облагороженной пероксидной целлюлозы из ели / О.А. Колмакова, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья.
- 2003. - № 4. - С. 6-9.
23. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. 13. Свойства облагороженной пероксидной целлюлозы из березы / О.А. Колмакова, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья. - 2004. - № 2. - С. 5-9.
24. Низкотемпературная окислительная делигнификация древесины. 14. Физико-химическая характеристика облагороженной пероксидной целлюлозы из ели / О.А. Колмакова, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро [и др.] // Химия растительного сырья. - 2004. - № 3. - С. 35-38.
25. Получение и свойства пероксидной целлюлозы из хвойной и лиственной древесины для химической переработки / О.А. Колмакова, Р.З. Пен, И.Л. Шапиро [и др.] // Химические волокна. - 2006. - № 1. - С. 25-29.
