EXTRACTION OF CELLULOSE FIBERS FROM HEMP HUSK
WCTYHR
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.02.023Keywords:
plant husk, technical hemp, cellulose product, organosolvent method, acid-alkaline method, delignification, water-holding capacity, oil-binding capacityAbstract
The volume of secondary raw materials is increasing due to the revival of technical hemp production in Russia, including the hemp husks that remain after seed crushing. The aim of the present study is to obtain cellulose products from hemp husks, as well as to study the physico-chemical characteristics of the obtained samples. The studied husk contains 40.8% cellulose. The cellulose products were obtained in laboratory conditions by peroxide and acid-alkaline methods. Sulfuric acid is used as a catalyst in peroxide treatment. According to the results of determining the physical, chemical, as well as functional and technological properties of the samples, it was found that the cellulose products are characterized by high quality. The product obtained by the peroxide method has a cellulose content from 68.4% to 79.8%, lignin content from 3.6% to 9.5%, the average degree of polymerization from 131 to 203, water-holding capacity is 4.5-7.0 g/g product, fat-holding capacity is 3.0-4.0 g/g product. The product obtained by the acid-alkaline method has a cellulose content 84.8%, lignin 4.3%, the average degree of polymerization 291, water retention capacity 4.5-5.0 g/g product, fat retention capacity 3.0-3.5 g/g product. The cellulose products obtained by the described methods are prospective for the food industry as functional additives.
References
Disassembly of lignocellulose into cellulose, hemicellulose, and lignin for preparation of porous carbon materials with enhanced performances / S. Chen, Y. Xia, B. Zhang, H. Chen, G. Chen, S. Tang. // Journal of hazardous materials. – 2021. – Vol. 408. – 16 p. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124956.
Soda pulping of torch ginger stem: promising source of nonwood-based cellulose / H.M. Zendrato, Y.S. Devi, N. Masruchin, N.J. Wistara // Korean wood sci. technol. – 2021. – Vol. 49 №4/ – P. 287-298. https://doi.org/10.5658/WOOD.2021.49.4.287.
Проблемы и достижения переработки растительного сырья / М.О. Шевчук [и др.]. // Вестник Полоцкого государственного университета. – 2017. – №11. – С. 95-102.
Арсеньева, Д.Ю. Закономерности процесса пероксидно-ацетатной делигнификации недревесного целлюлозосодержащего сырья в присутствии сернокислотного катализатора / Д.Ю. Арсеньева, Я.В., Е.О. Окулова, А.Ю. Лагунов // Лесной журнал. – 2019. - №3. – С. 143-151. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.143.
Павлов, И.Н. Гидротропная варка мискантуса для получения целлюлозы / И.Н. Павлов, А.А. Кухленко, Ю.В. Севастьянова // Журнал Сибирского Федерального университета. Химия. – 2019. – №12 (4). – С. 483-493. DOI: 10.17516/1998-2836-0144.
Utilization of non-wood biomass for pulp manufacturing in paper industry: case of Ethiopia / A. Halie, G. Gedino, T. Tesfaye, W. Mengie, M. Ayele, A. Abuhay, D. Yilie // Biomass Conversion and Biorefinery. – 2021. – 19 p. DOI:10.1007/s13399-021-01424-x.
Денисова, М.Н. Целлюлоза, полученная гидротопной делигнификацией недревесного сырья / М.Н. Денисова // Материалы XIV молодежной конференции по органической химии (Екатеринбург, 10-14 мая 2011 г.). – Екатеринбург. – 2011. – С. 92-95.
Non-wood fibers as raw material for pulp and paper industry / E. S. Abd El-Sayed et al. // Nordic Pulp & Paper Research Journal. - 2020. - № 35(2). - P. 215-230. DOI:10.1515/npprj-2019-0064.
Конопляные тенденции России и станет ли Урал столицей технической конопли [Электронный ресурс]. – 2022. – URL:https://dzen.ru/media/id/5fb3bf9199d10c6caf2d4ab3/konoplianye-tendencii-rossii-i-stanet-li-ural-stolicei-tehnicheskoi-konopli-62c833e1d060cb152cec9d42.
Серков, В.А. История коноплеводства в России / В.А. Серков, А.А. Смирнов // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. – 2018. – Вып.3(175). – С. 132-141. DOI: 25230/2412-608X-2018-3-175-132-141.
Волкова, А.В. Применение лузги семян конопли в разных отраслях промышленности / А.В. Волкова // Инновационные направления научных исследований в земледелии и животноводстве как основа развития сельскохозяйственного производства: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием и Всероссийской школы молодых ученых (Белгород, 24-25 июня 2021 г.). – Белгород, 2021. – С. 533-535.
Левчук, А.А. Модификация свойств лигноцеллюлозных отходов растениеводства / А.А. Левчук, И.Д. Рашид // Научные труды КубГТУ. – 2015. - №5. – С. 1-24.
Попов, Н.А. Организационно-экономические аспекты использования отходов производства масложировой отрасли / Н.А. Попов // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия D. – 2016. – С. 64-67.
Картушина, Ю.Н. Перспективы использования отходов маслоэкстракционного производства (лузги подсолнечника) с целью получения меланинов / Ю.Н. Картушина, Н.В. Грачева, М.А. Данилова // Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Экология и безопасность в техносфере: современные проблемы и пути решения». – 2014. – С. 90-93.
Азотсодержащее органическое удобрение на основе подсолнечной лузги / М.В. Ефанов [и др.]. // Химия растительного сырья. – 2002. – №2. – С.47-51.
Kumar, A. Delignified wood from understanding the hierarchically aligned cellulosic structures to creating novel functional materials: a review / A. Kumar, T. Juske, M. Petric // Adv. Sustainable Syst. –2021. – №5. – 45 p. DOI: 10.1002/adsu.202000251.
Будаева, В.В. Получение лигноцеллюлозных материалов из недревесного сырья и исследование их в качестве субстратов ферментативного гидролиза / В.В. Будаева, Е.А. Скиба, Е.И. Макарова // Ползуновский вестник. – 2013. – №1. – С. 215-219.
Будаева, В.В. Физико-химические свойства целлюлозы из соломы льна-межеумка / В.В. Будаева [и др.]. // Ползуновский вестник. Химия и переработка растительного сырья. – 2013. – №3. – С. 168-172.
Гисматулина, Ю.А. Азотнокислый способ получения целлюлозы (обзор) / Ю.А. Гисматулина, В.В. Будаева // Ползуновский вестник. – 2016. – №4. – Т.1. – С. 174-178.
Пен, Р.З. Катализируемая делигнификация пшеничной соломы перуксусной кислотой // Р.З. Пен, И.Л. Шапиро, М.А. Коркина // Национальная ассоциация ученых (НАУ). – 2021. – №66. – С. 46-50.
Технология получения целлюлозы из недревесного растительного сырья / А.В. Вураско [и др.]. // Химия растительного сырья. – 2010. – №2. – С. 165-168.
Пен, Р.З. Пероксидная целлюлоза из пшеничной соломы / Р.З. Пен, И.Л. Шапиро, Н.В. Каретникова // Химия растительного сырья. – 2022. - №2. – С. 299-305. DOI: 10.14258/jcprm.20220210688.
Горынцева, Н.Н. Изучение каталитической делигнификации древесины березы пероксидом водорода при атмосферном давлении / Н.Н. Горынцева, И.Г. Судакова, Б.Н. Кузнецов // Журнал СФУ. Химия. – 2015. – № 3. – С. 422-429. DOI: DOI: 10.17516/1998-2836-2015-8-3-422-429.
Черкасова, Н.Г. Технология переработки отходов. Изучение химического состава растительных отходов. Методические указания для выполнения лабораторных работ / Н.Г. Черкасова. – Красноярск: Редакционно-издательский центр СибГУ. – 2017. – 21 с.
Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «Химия и технология синтеза волокнообразующих полимеров»/сост. Т.Г. Шикова, З.Н. Жукова; ГОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново. – 2007. – 46 с.
Методы определения функциональных свойств соевых белковых препаратов / Н.В. Гурова [и др.]. // Мясная индустрия. – 2001. – №9. – С. 30-32.
Синицын, А.П. Биоконверсия возобновляемой растительной биомассы на примере биотоплива второго поколения: сырье, предобработка, ферменты, процессы, экономика / А.П. Синицын, О.А. Синицына // Успехи биологической химии. –2021. – Т.61. – С.347-414.
Щербакова, Т.П. Сравнительное изучение образцов порошковой и микрокристаллической целлюлозы различного природного происхождения. Физико-химические характеристики / Т.П. Щербакова, Н.Е. Котельникова, Ю.В. Быховцева // Химия растительного сырья. – 2011. - №3. – С. 33-42.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Liubov A. Zaitseva, Anastasiya V. Volkova, Irina E. Minevich
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
