Возможность использование лузги овса для получения целлюлозы

Переработка сельскохозяйственного сырья / 06 сентября 2013


Республика Казахстан занимает третье место в СНГ после России и Украины по производству зерна. В последние годы общие посевы зерновых культур занимали свыше 80% посевной площади сельскохозяйственных культур. В Республике производится более 13,5-20,1 млн. тонн зерна, при средней урожайности 10-13 ц/га [1].

Республика Казахстан занимает третье место в СНГ после России и Украины по производству зерна. В последние годы общие посевы зерновых культур занимали свыше 80% посевной площади сельскохозяйственных культур. В Республике производится более 13,5-20,1 млн. тонн зерна, при средней  урожайности 10-13 ц/га [1].

Одной из зерновых культур, возделываемых в Казахстане, является овес, который используется для производства крупы, комбикормов. Ежегодные валовые сборы этой культуры достигают 0,2-0,3 млн. тонн [2]. При производстве и переработке овса образуется значительное количество отходов в виде соломы и лузги, порядка 500-600 тыс. тонн.

Сельскохозяйственные отходы являются привлекательными в качестве потенциальной альтернативы сырья для производства топлива и химических веществ, поскольку  они достаточно доступны, имеют низкую стоимость и имеют богатый лигноцеллюлозный состав [4]. Зерноотходы по своему химическому составу имеют перспективное значение для  химической, фармакологической и пищевой промышленности, кроме того, они пригодны для получения полисахаридов, целлюлозы, красителей и пищевых добавок, фурфурола, лекарственных препаратов и других продуктов. Целлюлоза – это наиболее распространенный и самый используемый вид органического сырья. В большинстве случаев материалы, полученные на основе целлюлозы, легко и без опасных для природы последствий разрушаются после цикла использования [4].

Особый интерес вызывает использование таких отходов, как шелуха и солома в качестве сырья для получения целлюлозы. Отличительными особенностями недревесного растительного сырья являются высокое содержание минеральных компонентов, экстрактивных веществ, неоднородность фракционного состава волокон [5,6]. К примеру, массовая доля основных компонентов шелухи овса составляет: целлюлоза – 36 %, лигнин – 18%, пентозаны – 33 %, зола – 5,0 % (в пересчете на абсолютно сухое сырье) [7].

В научной литературе имеются сведения о ряде методов получения целлюлозы: сульфатный, сульфитный, натронный, азотнокислый; кроме того, используют комбинированные методы (содово-сульфитный и содово-сульфитно-сульфатный), окислительно-рганосольвентный, а также кислородно-щелочная делигнификация. Органосольвентный способ получения целлюлозы – экологически малоопасный, и позволяет получить техническую целлюлозу с высоким выходом и уникальными свойствами в одну стадию без применения хлорсодержащих реагентов [9].

В лаборатории биопереработки зерновых культур ТОО «КазНИИПСХП» в рамках проекта «Использование отходов зернового производства как сырья при биотехнологическом синтезе для получения продуктов с высокой добавленной стоимостью» были проведены исследования по получению целлюлозы из лузги овса.

Поверхность лузги овса покрыта жировосковым слоем, который выполняет защитную функцию. Жировосковой слой препятствует доступу химических реагентов и затрудняет делигнификацию лузги овса. В связи с этим возникла необходимость проведения дополнительных стадий при переработке лузги овса. Для получения целлюлозы из лузги овса предварительно проводили извлечение восковой фракции спиртобензольной смесью на аппарате Сокслет. Затем осуществляли окислительно-органосольветную варку композицией уксусной кислоты, пероксида водорода в присутствии концентрированной серной кислоты. Лузгу овса помещали в термостатированную колбу, снабженную холодильником и мешалкой, заливали варочной композицией. Варку проводили при температуре 90оС в течение 120мин.

Таким образом, в результате варки была получена техническая целлюлоза, выход которой составлял 60% от массы исходного сырья. Разработанный способ получения целлюлозы из лузги овса позволяет использовать отходы производства и переработки овса для получения продуктов с высокой добавленной стоимостью.

Литература:

1. http://thenews.kz

2. http://agromir.kz

3 http://  www.nps.ars.usda.gov

4. Лошадкин Д.В. Разработка теоретических основ производства высокопрочных гидратцеллюлозных материалов на основе экологически малоопасных методов //Дисс. к.х.н. Москва, - 2001, 116 с..

5. Галимова А.Р., Вураско А.В., Дрикер Б.Н. и др. Получение волокнистых полуфабрикатов при комплексной переработке соломы риса // Химия растительного сырья.- 2007. -№3.- С. 47–53. 

6. Вураско А.В., Дрикер Б.Н., Земнухова Л.А. и др. Переработка отходов гречишного производства с целью получения целлюлозного материала // Химия и химическое образование. - Владивосток, 2007. С. 186–188.

7. Цуканов С.Н., Будаева В.В. гидротермический способ получения целлюлозы из отходов злаков // Ползуновский вестник-  2011- №4, - 1,  с. 236-239.

8. Сергиенко В.И., Земнухова Л.А., Егоров А.Г. и др. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи//Рос.хим.ж., 2004, т. ХLVIII, №3, с. 117-124

9. Вураско А.В., Дрикер Б.Н., Мозырева Е.А., и др. Ресурсосберегающая технология получения целлюлозного материала при комплексной переработке сельскохозяйственных культур // Химия растительного сырья, 2006. – № 4. – С. 5-10.

Нургазиева А.С., Тажина С.Ж., Садыкова Ж.Б.,
ТОО «КазНИИПСХП»,
г. Астана, Казахстан,
E-mail: niizpp@mail.ru
 

Источник: BORONA.net



Другие статьи