Введение

древесина целлюлоза лигнин полимеризация

Большие масштабы производства целлюлозы во всем мире приводят ежегодно к попаданию в окружающую среду миллионов тонн серы в виде сероводорода, органических сульфидов, сернистого ангидрида и других вредных соединений. В связи с этим актуальна задача совершенствования методов получения целлюлозы. Необходимым условием дальнейшего развития отрасли является снижение отрицательного воздействия предприятий на окружающую среду.

Одним из путей решения экологических проблем является создание принципиально новых способов получения целлюлозы, которые связаны с разработкой новых процессов делигнификации древесины, обеспечивающих повышение выхода и улучшения качества целлюлозы, а также экологическую безопасность ее производства [1-3].

В качестве альтернативных методов все чаще применяются каталитические методы делигнификации древесины. С целью уменьшения загрязнения окружающей средыиспользуются экологически чистые реагенты, такие как молекулярный кислород, пероксид водорода, озон. Такой процесс обычно проводится в среде органических растворителей [4].

В ИХХТ СО РАН разработан метод окислительной делигнификации древесины в среде "уксусная кислота - пероксид водорода". Ранее было установлено, что при делигнификации древесины осины [5, 6], пихты [7, 8] и лиственницы [9, 10] пероксидом водорода в среде уксусной кислоты в присутствии сернокислотного катализатора возможно получение качественных целлюлозных продуктов. Данный способ выгодно отличается от аналогичных невысоким содержанием пероксида водорода в делигнифицирующем растворе, незначительной продолжительностью, а также возможностью получения качественного целлюлозного продукта в одну стадию процесса [11-14]. Однако недостатком данного метода является проведение процесса при повышенных температурах (120 - 140°С) и давлении,а также использование коррозийно-активной серной кислоты.

Целью данной работы являлось изучение возможности получения качественной целлюлозы делигнификацией древесины березы пероксидом водорода в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора TiO₂ и определение оптимального режима процесса делигнификации.

Задачи:

· Изучить влияние состава реакционной смеси и гидромодуля процесса на выход и состав целлюлозного продукта. Провести математическую обработку полученных данных с использованием методов Statgraphics Centurion XVI, определить оптимальные условия процесса делигнификации;

· Исследовать кинетику процесса делигнификации древесины березы пероксидом водорода в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора TiO₂;

· Провести химический и структурный анализ целлюлозы древесины березы, полученной в оптимальных условиях.