Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Systems Methods Technologies. N. Kh. Ngia et al. Study of the process …2019 № 3 (43) p. 122-128 122 УДК 661.728.8 DOI: 10.18324/2077-5415-2019-3-122-128 Изучение процесса одновременного извлечения ксилозы, наноцеллюлозы, лигнина, кремнезема из рисовой шелухи Н.Х. Нгиа a , Л.А. Зенитова b , Д.Б. Просвирников c , Р.Г. Сафин d Казанский национальный исследовательский технологический университет,ул. К. Маркса, 68, Казань, Россия a, b ngohongnghia@gmail.com , c prosvirnikov_dmi@mail.ru, d safin@kstu.ru a id ORCID 0000-0001-5014-7746, b id ORCID 0000-0003-2579-8277, c id ORCID 0000-0002-6736-8788 d idORCID0000-0001-6036-1885 Статья поступила 10.08.2019, принята 20.08.2019 Изучена переработка рисовой шелухи с целью одновременного получения из нее ксилозы, наноцеллюлозы, кремнезема и лиг- нина. Гемицеллюлозу в рисовой шелухе обрабатывают разбавленным раствором кислоты для получения раствора ксилозного сахара. Лигнин и диоксид кремния отделяли от рисовой шелухи методом щелочной варки, затем осаждали 15%-ным раство- ром H 2 SO 4 .Полученный кремнезем существует в аморфной форме.Для получения волокнистой наноцеллюлозы используются отбеливание и гидролиз. Общий выход полученных продуктов составил 60,5% от исходного материала. Ключевые слова: рисовая шелуха; гемицеллюлоза; наноцеллюлоза; аморфный кремнезем; лигнин. Study of the process of simultaneous extraction of xylose, nanocellulose, lignin and cilica from rice husk N.Kh. Ngia a , L.A. Zenitova b , D.B. Prosvirnikov c , R.G. Safin d Kazan National Technological University; 68, K. Marx St., Kazan, Russia a, b ngohongnghia@gmail.com , c prosvirnikov_dmi@mail.ru, d safin@kstu.ru a id ORCID 0000-0001-5014-7746, b id ORCID 0000-0003-2579-8277, c id ORCID 0000-0002-6736-8788 d idORCID0000-0001-6036-1885 Received 10.08.2019, accepted 20.08.2019 Rice husk processing has been studied with the aim of simultaneously producing xylose, nanocellulose, silica and lignin from rice husk. Hemicellulose in rice husk is treated with a dilute acid solution to obtain a xylose sugar solution. Lignin and silicon dioxide were separated from rice husks by alkaline cooking, then precipitated with a 15% solution of H2SO4, the resulting silica exists in an amorph- ous structure. The bleaching and hydrolysis process is used to produce fibrous nanocellulose. The total yield of products obtained is 60,5% of the starting material. Keywords: rice husk; hemicellulose; nanocellulose; amorphous silica; lignin. Введение В 21-м веке, когда люди начинают осознавать необ- ходимость сохранения окружающей среды, примене- ние возобновляемых ресурсов становится все более важным в повседневной жизни. Лигноцеллюлозные биомассы стали потенциальными ресурсами благодаря их ежегодной возобновляемости и большому запасу [1]. Среди сельскохозяйственных остатков рисовая ше- луха(внешний слой рисового зерна) наиболее интерес- на с этой точки зрения [2]. Рисовая шелуха составляет около 20% от веса риса и является одним из основных сельскохозяйственных побочных продуктов. Это соот- ношение эквивалентно примерно 80 млн т рисовой ше- лухи, производимой ежегодно в мире [3]. Многие исследования сосредоточены на извлечении потенциально ценных продуктов из лигноцеллюлозных биомасс, таких как лигнин [4], нанокристаллы целлю- лозы [5–7], кремнезем [8] и сбраживаемый сахар для производства биоэтанола [9]. Наноцеллюлоза вызывают большой интерес благо- даря своим свойствам, включая наноразмерность, вы- сокую площадь поверхности, уникальную морфоло- гию, низкую плотность и механическую прочность, а также большую доступность, полную возобновляе- мость, биоразлагаемость и низкую токсичность [10].