Введение к работе
Аіту.адьнрсть_т_вмьіі. Программой развития целлюлозно-бумажной промышленности России определена необходимость расширения сырьевой базы отрасли за счет увеличения использования древесных запасов многопасных районов Сибири и Дальнего Востока, где основной лесооЗраэукхцей породой является древесина лиственницы. В России лиственница занимает около половины лесных площадей и по запасам насаждений не имеет себе равных в мире. В то же время древесина лиственницы из-за целого ряда особенностей химического состава, физических свойств и морфологии волокон является нетрадиционным сырьем и используется в очень незначительных обьемах. Предприятия, перерабатывающие древесину лиственницы на целлюлозу, часто сталкиваются с проблемой низкого качества продукции.
С другой стороны повышенный интерес у исследователей вызывают флавоноиды лиственницы - дигидрокверцетин и кверцетин. Флавоноиды обладают сильным Р-витаминным действием и являются важным компонентом многих лекарственных препаратов и поливитаминов. Кверцетин также хорошо известен как абсолютно нетоксичный природный антиоксидант, который мог бы с успехом применяться во многих отраслях народного хозяйства. В настоящее время на территории России нет ни одного предприятия по производству флавоноидов, тогда как потребность в них только медицинской промышленности составляет около 300 тонн/год.
Данная работа направлена на решение наиболее актуальных проблем, связанных с переработкой древесины лиственницы на целлюлозу - это повышение качества сульфатной целлюлозы и получение кверцетине.
Диссертационная работа выполнена в рамках Российской Государственной Научно-технической программы "Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья".
Цель и задачи исследования. Целью предлагаемого исследования является создание двухстадийного способа переработки древесины лиственницы, включающего предварительную бисульфит-ную обработку щепы в мягких условиях и последуючую сульфатадг» варку обработанной цепы. Такой процесс направлен на улучшение качественных показателей с.льфатной целлюлозы и на получение флавоноидов из отработанных бисульфитных растворов.
В качестве основных задач исследования были выбраны следующие:
-
Определение оптимальных условий проведения стадии предварительной обработки цепы раствором бисульфита натрия с цели» повышения эффективности последующей сульфатной варки.
-
Проведение сравнительного анализа качества целпипоэ,полученных модифицированным способом и обычной сульфатной варкой.
-
Исследование процесса экстракции флавоноидов из древесины лиственницы в ходе бисупьфитной обработки и разработка способа получения сырого кверцетине с использованием отработанного бисульфитного раствора.
-
Разработка метода количественного анализа дигмдрокеор-цетина и кверцетине в древесине и бисульфмтных растворах с использованием ВЗЖХ.
Научная новизна. Установлено, что раствор бисульфита натрия оказывает наименьшее деструктируюаее воздействие н* древесину лиственницы по сравнению с другими видами сульфитных растворов, а температурная граница начала гидролитической деструкции древесины лиственницы в бисульфитном растворе находится в районе 1tOC. Определено влияние основных факторов предварительной обработки на процесс сульфонирования древесины лиственницы сульфитными растворами с рН 1,8-9,5.
Установлено, что в процессе модифицированного способа сульфатной варки происходит переосаждение гпикоканнана. Полученная таким способом целгиолоза имеет более высокие показатели по выходу, механической прочности, способности к отбелке и стабильности Белизны, чем обычная сульфатная целлюлоза.
Определены закономерности процессов экстракции и окислении флавоноидов ходе получения кверцетина иэ древесины лиственницы. Разработан метод количественного анализа дигидроквер-цетина и кверцетина в древесине, бисульфнтных растворах м водно-спиртовых экстрактах с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Практическая ивнн,одть работы, Разработай способ сульфатной варки древесины лиственницы с предварительной обработкой Чзпы раствором бисульфита натрия (А.с. в 1001256, - 1990), который позволяет повысить выход целпипозм, ее юэхоличвскуш прочность, способность к отбелке и стабильность белизны. Определены оптимальные условия проведения предварительной обработки. Разработан способ выделения кверцетина мэ отработанного бисульфитного раствора и установлена возможность повторного использования отработанных растворов. Рь-работан метод оперативного контроля процессов экстракции и окисления флавоноидов.
Реализация работы. По разработанной технологии модифицированной сульфатной варки древесины лиственницы была проведена опытная выработка целлюлозы на Красногородском ЭЦБЭ.
Целлюлоза, полученная модифицированным сульфатным способом на Красногородском ЭЦБЗ, была отбелена в лаборатории целлюлозы ЦНИИБ на опытной установке и затем использована в композиции писчей'бумаги при выработке на бумагоделательной малине ЦНИИБ.
Из бисульфитных экстрактов лиственничной щепы получены опытные образцы кверцотина-сырца и кверцетина фармакопийного, которые по результатам экспертизы в НПО "Витамины" пригодны для использования в качестве медицинского препарата.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на:
1 ) 3-ей Всесоюзной научно-технической конференции "Химия и использование экстрактивных веществ дерева", г. Нижний Новгород, май 1990 г. ;
2) научно-техническом семинаре "Новые достижения в техно
логии волокнистых полуфабрикатов", г. Коряжмп, сентябрь 1992
г.;
3) научно-техническом Совете ЦНИИБ в 1992 г.
Публикации. По материалам диссертации имеется 7 публика
ций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе
ния, _ глав, выводов, списка литературы и приложений. Содер
жание работы изложено на {$$ странице машинописного тексте,
включая 31 рисунок и в таблиц.