Ученые разработали новый метод получения химических продуктов из древесины
Комплексный метод экстракционно-каталитической переработки опилок березы в ценные химические вещества разработали ученые ФИЦ «Красноярский научный центр (КНЦ) СО РАН» и СФУ, 27 апреля сообщает пресс-служба КНЦ.
Инновационный метод позволяет полностью использовать основные компоненты древесной биомассы, что снижает себестоимость полученной продукции, такой как ксилоза (древесный сахар), левулиновая кислота и энтеросорбенты. Получаемые вещества далее могут быть использованы для органического синтеза, в фармацевтике и других областях промышленности.
Статья с описанием результатов работы «Фракционирование биомассы древесины березы на ценные химические вещества экстракционным и каталитическим способами» была опубликована в журнале Biomass Conversion and Biorefinery.
Древесина, являющаяся возобновляемым ресурсом, широко применяется во многих отраслях производства, в том числе в химической промышленности. В последнем случае чаще всего ее перерабатывают на целлюлозу. При этом другие ценные химические вещества, которые содержит древесина, остаются в качестве отходов.
Метод красноярских ученых позволяет одновременно с получением целлюлозы, выделять из оставшейся биомассы другие ценные продукты.
Технологический цикл, который разработали ученые, начинается с получения целлюлозы и этаноллигнина с помощью экстракции этанолом. Далее полученные вещества превращают в левулиновую кислоту и ксилан, который на следующем этапе перерабатывается в ксилозу. Из этаноллигнина в том же технологическом цикле получают энтеросорбенты.
Доктор химических наук, профессор, завлабораторией химии природного органического сырья Института химии и химической технологии СО РАН Борис Кузнецов отметил: «Хотя отдельные способы переработки древесины березы с получением ксилана, ксилозы, левулиновой кислоты и органосольвентного лигнина хорошо известны, мы впервые попробовали интегрировать их в единый технологический цикл. Это обеспечило комплексную биопереработку древесины и снижение себестоимость целевой продукции».
При этом полученные энтеросорбенты превосходят по своей сорбционной способности коммерческие аналоги. Их можно применять в медицине, ветеринарии и других областях.
Сорбционные свойства полученного продукта ученые проверили на способность поглощать такие маркерные вещества, как краситель метиленовый синий и желатин. Исследования показали, что сорбционная способность полученных энтеросорбентов превышает в полтора-два раза такую способность у существующих коммерческих аналогов. Это вызвано наличием в новых энтеросорбентах большого количества кислородных функциональных групп, которые эффективно связывают различные молекулы.
«Извлеченные продукты сопоставимы с аналогичными, полученными при менее экономичных способах раздельной обработки древесины березы, и могут найти применение в органическом синтезе, медицине, ветеринарии и других областях. К тому же наш метод позволяет получать ксилан фармацевтической чистоты с высоким выходом при невысокой температуре с использованием доступных и дешевых и нетоксичных реагентов», — подчеркнул Борис Кузнецов.
