Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Системы Методы Технологии. Н.Х. Нгиа и др. Изучение процесса … 2019 № 3 (43) с. 122-128 123 Гемицеллюлозы представляют собой полисахариды в клеточных стенках растений и включают ксилоглю- каны, ксиланы, маннаны и глюкоманнаны [11]. Деталь- ная структура гемицеллюлоз и их численность варьи- руются у разных видов и типов клеток. Наиболее важ- ной биологической ролью гемицеллюлоз является их вклад в укрепление клеточной стенки путем взаимо- действия с целлюлозой и лигнином. Лигнин представляет собой сложную крупную мо- лекулярную структуру, содержащую сшитые полимеры фенольных мономеров. Он присутствует в первичной клеточной стенке, придавая структурную прочность, непроницаемость и устойчивость против микробной атаки (12). В настоящее время лигнин в основном по- лучается как побочный продукт бумагоделательной промышленности и часто напрямую сжигается как го- рючий материал для получения тепловой энергии. Рисовая шелуха содержит большое количество кремния, который представляет собой экономически выгодное сырье для производства силикагелей и по- рошков, а также растворимых силикатов [13; 14]. В этом исследовании с целью получения полезных ингредиентов из рисовой шелухи выбран способ варки, который считается распространенным методом обра- ботки недревесных и древесных материалов. Материалы и эксперименты. Материалы. Рисо- вая шелуха собрана с рисовой фабрики Тхайбинь (Вьетнам). Рисовую шелуху промывают от примесей, сушат и хранят при комнатной температуре. Химикаты и растворители, используемые на работе, закупаются у компании Sigma-Aldrich. В работе использованы следующие методы иссле- дования: ИК-спектрометрия ( Thermo Scientific Nicoleti S10 );сканирующая электронная микроскопия на рас- тровом микроскопе( JEOL JSM-7600F FESEM ); рентге- новская дифракция; анализ размеров частиц ( ZetasizerNano-ZS, MalvernInstruments ) для определения состава, структуры и размера образцов. Экспериментальный метод. Процесс обработки ри- совой шелухи для одновременного получения продук- тов приведен на рис. 1. Предварительный гидролиз. Эксперимент прово- дился с 100 г рисовой шелухи с 1%-ным раствором H 2 SO 4 при соотношении «твердое вещество/жидкость» 1:10, температуре кипения раствора, в течение 30 мин. Содержание ксилозы в полученном растворе определя- ли методом высокоэффективной жидкостной хромато- графии (ВЭЖХ). Рис. 1. Принципиальная технологическая схема производства целевых продуктов из рисовой шелухи Рисовая шелуха Предварительныйгидролиз H 2 SO 4 ; 120 O C; 30 мин Щелочная варка NaOH 17,5%; 120 O C; 2,5ч Раствор ксилозы Наноцеллюлоза (гель) Дробление Вакуумная фильтрация Твердый остаток (небеленая целлюлоза) Отбеливание (Д0 –ЩО –Д1) Черная жидкость рН 12,5 Подкисление H 2 SO 4 15% до pH 8,5 Фильтрация Гидролиз H 2 SO 4 ; 120 о C; 2ч SiO2 (порошок) Сушка 200 0 С; 5ч SiO2.nH2O Подкисление H 2 SO 4 15% до pH 3,0 Сушка 80 0 C; 3ч Лигнин (порошок) Фильтрат