Abstract
The purpose of this work was to evaluate the vegetative part of Jerusalem artichoke as a raw material for the production of cellulose using redox-organosolvent delignification in the medium "CH3СOOН – H2O2 – H2O".
 The chemical composition of the vegetative part of Jerusalem artichoke and the influence of technological parameters of the delignification process on the yield and properties of the cellulose product were studied.
 It was found that the vegetative part of Jerusalem artichoke collected in October (stems without leaves) with a chemical composition of more than 50 wt.% of polysaccharides in which presented the Kurshner-Hoffer cellulose more than 90 wt.% was more promising for processing. Experimental methods have been used to determine the parameters of the process of delignification of the vegetative part of Jerusalem artichoke, which provide a high yield of cellulose (42.1 wt.%) with a low content of residual lignin (1.1 wt.%): content of H2O2 – 6.5 wt.%, CH3COOH – 23.4 wt.%, GM 15, duration – 2.5 h, catalyst H2SO4 – 0.2 wt.%.
 It is shown that pre-extraction of the vegetative part of Jerusalem artichoke with a 0.3% solution of dicarboxylic acids at a temperature of 80 °C with a liquid modulus of 10 for 3 hours reduces the content of residual lignin in the cellulose product to 0.5 wt.% and obtain an extract whose yield is – 7.8 wt.%, including a PB of 4.2 wt.%, which makes it promising for biochemical processing. The obtained results expand the areas of use of the vegetative part of Jerusalem artichoke and show the prospects for further more depth research to optimize the process of delignification and study the properties of the cellulose product.
Highlights
Экспериментальными методами определены параметры процесса делигнификации вегетативной части топинамбура, обеспечивающие высокий выход целлюлозы (42.1 мас.%) с низким содержанием остаточного лигнина (1.1 мас.%): содержание Н2О2 – 6.5 мас.%, CH3COOH – 23.4 мас.%, ГМ 15, продолжительность – 2.5 ч, катализатор H2SO4 –0.2 мас.%
В последние годы уделяется серьезное внимание вопросам получения целлюлозы из возобновляемого растительного сырья с использованием экологически менее опасных технологий как древесного [1–3], Рязанова Татьяна Васильевна – профессор кафедры химической технологии древесины и биотехнологии, тел. (391) 227-36-54, e-mail: tatyana-htd09@mail.ru Федоров Владимир Сергеевич – младший научный сотрудник проблемной лаборатории, тел. (391)227-36-54, e-mail: fedorovvladimir1996@yandex.ru Харьянова Екатерина Вячеславовна – студентка, e-mail: haryanova_ev@mail.sibsau.ru Лоскутов Сергей Реджинальдович – доктор химических наук, заведующий отделом физико-химической биологии и биотехнологии компонентов лесных экосистем, тел. (391)249-44-69, e-mail: s_regy@mail.ru Курникова Александра Васильевна – студент, e-mail: alexkurn99@yandex.ru так и недревесного происхождения [4–7]
В полученном целлюлозном продукте определяли содержание редуцирующих веществ (РВ) после гидролиза его концентрированной (72%-ной серной) кислотой с последующим определением РВ в гидролизате эбулиостатическим титрованием и содержание остаточного лигнина с использованием 72%-ной серной кислоты в модификации Комарова
Summary
Объектом исследования являлась вегетативная часть топинамбура сорта «Интерес», собранная в сентябре (стебли вместе с листьями) и октябре (только стебли) 2017 года в окрестностях г. Определение содержания лигнина проводили путем обработки навески 72% серной кислотой в модификации Комарова, массовую долю целлюлозы определяли азотно-спиртовым методом (по Кюршнеру-Хофферу). Для полного удаления лигнина и отбелки целлюлозного продукта его после первой стадии варки подвергали промывке пероксидом водорода в уксусной кислоте. Процесс осуществляли в течение 1 ч при температуре кипения с жидкостным модулем равным 15 (II стадия варки). Для оценки влияния предварительной обработки на процесс делигификации измельченное сырье подвергали предварительной экстракции водой, 0.3%-ным раствором дикарбоновых кислот (щавелевой и янтарной) и 50%-ным этиловым спиртом в течение трех часов при температуре 80 °С с жидкостным модулем 10. В полученном целлюлозном продукте определяли содержание редуцирующих веществ (РВ) после гидролиза его концентрированной (72%-ной серной) кислотой с последующим определением РВ в гидролизате эбулиостатическим титрованием и содержание остаточного лигнина с использованием 72%-ной серной кислоты в модификации Комарова. Запрессованными в них образцами целлюлозы: 1–2 мг целлюлозы растирали в ступке с 100 мг KBr, измельченный материал помещали в пресс-форму, эвакуировали воздух, прессовали при 75 кН см-2
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
