В ПНИПУ разработали отечественную технологию получения порошковой целлюлозы

Способ изготовления порошковой целлюлозы, применяемой в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности, из хвойной небеленой целлюлозы разработали специалисты кафедры технологии целлюлозно-бумажного производства Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 29 декабря сообщает пресс-служба вуза.

Природная целлюлоза имеет длинные волокна, что позволяет изготавливать из нее бумагу, картон или древесно-волокнистые плиты (ДВП). В последнее время такими отраслями промышленности, как пищевая, фармацевтическая и косметическая востребована порошковая целлюлоза, которую получают из волокнистой.

Порошковую целлюлозу используют также в производстве лаков и красок, моющих средств, стиральных порошков и даже при изготовлении скафандров для космонавтов.

Технология получения сырья для порошковой целлюлозы достаточно сложна и затратна. Хлопок или древесные волокна варятся в жестких условиях, отбеливаются и облагораживаются. В Россию такое сырье ввозят из Узбекистана, Азербайджана и Туркмении.

В целях импортозамещения в ПНИПУ решили заменить ввозимое сырье отечественным и исследовали возможность применения для этих целей хвойной небеленой целлюлозы, которую используют российские предприятия, например, для производства бумаги.

Ученые разработали экологически безопасную схему отбелки и облагораживания такой целлюлозы. Они использовали для отбелки пероксид (перекись) водорода и хлорит натрия (NaClO₂). В результате целлюлоза приобрела высокую степень белизны (90%) и все другие требуемые качества.

Последующее разрушение волокнистой структуры и превращение в порошок пермские политехники провели классическим методом — гидролизом целлюлозы с помощью соляной кислоты. Научный руководитель проекта, доцент кафедры технологии полимерных материалов и порохов ПНИПУ Ольга Носкова рассказала о проделанной работе:

«Для получения целлюлозного порошка, соответствующего требованиям, мы поставили эксперимент и провели математическую обработку его результатов. Наша цель состояла в разработке оптимальных условий получения целлюлозного порошка с максимальным выходом. Полученные технологические режимы гидролиза — температура 80 °С, продолжительность 140 мин, концентрация соляной кислоты 4%».

Поскольку целлюлоза (иначе клетчатка) в виде пищевых волокон содержится во всех овощах и фруктах, то, являясь важным элементом питания человека, она не только безвредна для организма, но и помогает выведению из него вредных веществ.

«По разработанному режиму мы получили порошковую целлюлозу, у которой определили некоторые качественные показатели, характеризующие ее пригодность для пищевых целей, — продолжила рассказ об исследовании автор разработки, магистрант ПНИПУ Светлана Иванова. — Например, она может стать пищевой добавкой, которая будет выполнять функцию осветлителя, препятствовать слеживанию и комкованию сыпучих веществ. Мы изучили степень полимеризации, водоудержание, сорбционную способность по йоду, массовую долю в целлюлозе смол, жиров и золы. Они оказались в норме».

В результате проведенного исследования ученые ПНИПУ доказали, что порошковую целлюлозу можно производить из отечественного сырья, которое уже изготавливается на наших производствах. Они разработали оптимальную технологию получения качественного продукта для пищевых, фармацевтических и медицинских целей. Их разработка позволит заместить импортное сырье, повысив тем самым технологический суверенитет нашей страны.

Подробно результаты исследования представлены в статье, опубликованной в сборнике «Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации — 2023».