Научная статья на тему 'ПРОИЗВОДСТВО МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ТОПОЛЯ, ПШЕНИЧНОЙ СОЛОМЫ И ИЗ ХЛОПКА'

ПРОИЗВОДСТВО МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ТОПОЛЯ, ПШЕНИЧНОЙ СОЛОМЫ И ИЗ ХЛОПКА Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
6
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РИС / ТОПОЛЬ / ХЛОПОК / ПШЕНИЧНАЯ СОЛОМА / ТОПИНАМБУР / ГИДРОКСИД НАТРИЯ / АЗОТНАЯ КИСЛОТА / МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА И ЛАКМУСОВАЯ БУМАГА

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Қулматов Камол Алимович, Тураев Хайит Худайназарович, Касимов Шерзод Абдузоирович, Джалилов Абдулахат Туропович

В статье на основе местного сырья, в том числе тополя, пшеничной соломы, из хлопка, путем щелочной варки получена целлюлоза. Микрокристаллическую целлюлозу получали обработкой полученной целлюлозы азотной кислотой. Эти показатели сравниваются согласно требованиям государственного стандарта. Видно, что показатели микрокристаллической целлюлозы, полученной на основе всех трех образцов целлюлозы, соответствуют требованиям указанного ГОСТа (ТУ-9194-005-2043303-96) с результатами в таблице.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Қулматов Камол Алимович, Тураев Хайит Худайназарович, Касимов Шерзод Абдузоирович, Джалилов Абдулахат Туропович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PRODUCTION OF MICROCRYSTALLINE CELLULOSE FROM LOCAL RAW MATERIALS, INCLUDING POPLAR, WHEAT STRAW AND COTTON WOOL

V state na osnoe mestnogo syrya, v tom chisle poplar, shchenichnoy solymy, waty, putem schelochnoy varki poluchena cellulose. Microcrystalline cellulose was obtained by treating the resulting cellulose with nitric acid. These indicators are compared according to the requirements of the state standard. It can be seen that the indicators of microcrystalline cellulose obtained on the basis of all three samples of cellulose comply with the requirements of the specified GOST (TU-9194-005-2043303-96) with the results in the table.

Текст научной работы на тему «ПРОИЗВОДСТВО МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ТОПОЛЯ, ПШЕНИЧНОЙ СОЛОМЫ И ИЗ ХЛОПКА»

№ 8 (101)

AunÎ

TE)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

DOI -10.32743/UniTech.2022.101.8.14153

ПРОИЗВОДСТВО МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ТОПОЛЯ, ПШЕНИЧНОЙ СОЛОМЫ И ИЗ ХЛОПКА

Кулматов Камол Алимович

стажёр-исследователь, Термезский государственный университет Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: qulmatovkamol54@gmail. com

Тураев Хайит Худайназарович

д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет.

Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: hhturaev@rambler.ru

Касимов Шерзод Абдузоирович

д-р хим. наук, и.о профессор, Термезский государственный университет.

Республика Узбекистан, г. Термез

Джалилов Абдулахат Туропович

академик, АН РУз, директор ООО Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии

Республика Узбекистан, Зангиотинский р-н, п/о Ибрат

E-mail: sup_tniixt@mail.ru

PRODUCTION OF MICROCRYSTALLINE CELLULOSE FROM LOCAL RAW MATERIALS, INCLUDING POPLAR, WHEAT STRAW AND COTTON WOOL

Kamol Kulmatov

Trainee researcher, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez

Hayit Turaev

Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez

Sherzod Kasimov

Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez

Abdulahat Jalilov

Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Director of the Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Zangiotinsky District

АННОТАЦИЯ

В статье на основе местного сырья, в том числе тополя, пшеничной соломы, из хлопка, путем щелочной варки получена целлюлоза. Микрокристаллическую целлюлозу получали обработкой полученной целлюлозы азотной кислотой. Эти показатели сравниваются согласно требованиям государственного стандарта. Видно, что показатели микрокристаллической целлюлозы, полученной на основе всех трех образцов целлюлозы, соответствуют требованиям указанного ГОСТа (ТУ-9194-005-2043303-96) с результатами в таблице.

Библиографическое описание: ПРОИЗВОДСТВО МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ МЕСТНОГО СЫРЬЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ТОПОЛЯ, ПШЕНИЧНОЙ СОЛОМЫ И ИЗ ХЛОПКА. // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Кулматов К.А. [и др.]. 2022. 8(101). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14153

AUNiVERSUM:

...... ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_август. 2022 г.

ABSTRACT

V state na osnoe mestnogo syrya, v tom chisle poplar, shchenichnoy solymy, waty, putem schelochnoy varki poluchena cellulose. Microcrystalline cellulose was obtained by treating the resulting cellulose with nitric acid. These indicators are compared according to the requirements of the state standard. It can be seen that the indicators of microcrystalline cellulose obtained on the basis of all three samples of cellulose comply with the requirements of the specified GOST (TU-9194-005-2043303-96) with the results in the table.

Ключевые слова: рис, тополь, хлопок, пшеничная солома, топинамбур, гидроксид натрия, азотная кислота, микрокристаллическая целлюлоза. лакмусовая бумага.

Keywords: rice, poplar, cotton, wheat straw, Jerusalem artichoke, sodium hydroxide, nitric acid, microcrystalline cellulose. litmus paper.

Введение. В последние годы также осуществляется появление новых научно-технических разработок, реконструкция и техническое перевооружение существующих технологий, процессов синтеза ряда мономеров и полимеров. Особенно технологии, основанные на модификации целлюлозы, стремительно входят из сложных технологических процессов в повседневную жизнь. В настоящее время проводятся исследования по получению простых и сложных эфиров макромолекулы целлюлозы за счет имеющихся гидроксильных групп в элементарном звене. Также за счет различных модификаций целлюлозы, в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине и фармацевтике, для получения чистых биоразлагаемых экологических материалов, мембран, для разработки биологически активных веществ, оказывающих специфическое действие на клетки и ткани организма человека, в отечественной экономика, сорбенты, лекарственные средства Планируется создание матриц для производства смазочных материалов, используемых в промышленности, получение огнеупорных материалов, а также особое внимание уделить другим свойствам. Осуществлено выделение целлюлозы из однолетних растений, таких как кунжут, тростник, вата, пшеничная солома, и получение на основе полученной целлюлозы микрокристаллической целлюлозы и карбоксиметилцеллюлозы, устойчивых к высоким термическим деформациям.

Цель. На самом деле производятся и используются в различных сферах общества тысячи продуктов с новыми названиями, не считая одних только различных эфиров, ацетилов и модификаций целлюлозы. Синтез такого большого количества модифицированных соединений различных видов целлюлозы не осуществляется на основе различных реакций [1;

Показатель качества

Стр. 284-312]. Целлюлоза является наиболее распространенным природным полимером во всем мире. Подобно тому, как углерод является основой жизни, целлюлоза является основой растений на Земле. Помимо того, что целлюлозу получают только из растений, основная ее часть приходится на вклад однолетних и многолетних растений [2; Стр. 38-102]. Целлюлозу получают из стеблей многих растений, произрастающих в нашей стране, в том числе риса, тростника, тополя, хлопчатника, пшеничной соломы, топинамбура. [3; стр. 72-75]. Бумагу для печати получали путем смешения хлопковой целлюлозы и целлюлозы, полученной из пшеничной соломы, а также отходов нитронового волокна [4; стр. 52]. Бумагу получали из смесей целлюлозы, полученной из отходов солодки, и хлопковой целлюлозы [5; стр. 72]. Методы экстракции целлюлозы также были разработаны из стеблей кунжута, хлопка, тополя, подсолнечника и полисахарида. Помимо сельскохозяйственных культур изучалась также возможность получения целлюлозы из дикорастущих однолетних растений, которая характеризуется тем, что широта этой сырьевой базы практически не используется [6; стр. 5457].

Методика исследования. Технология получения целлюлозы из местных растений. 1) Вата проваривается в щелочи, в результате отделяются пентозы, лигнин, жирные восковые соединения и переводятся в щелочь, степень чистоты полученной целлюлозы составляет 97-98%. Вата кипятится в 2-2,5%-ном растворе щелочи (№ОН) при 95-100°С в течение 60-90 мин. Полученную целлюлозу промывают сначала в горячей, а затем в холодной воде несколько раз до устранения щелочности, помещают в сушильный шкаф и определяют процентное содержание [7; стр. 2-3].

Таблица 1.

[, полученной на основе ваты

NaOH концентрация Влажность уровень % Альфа целлюлоза Нижняя часть щелоча

5 4.2 80.1 10.6

20 3.6 93.6 22.8

30 3,7 96.7 43.4

40 3.9 98.1 46.2

№ 8 (101)

A UN'

ТЕ)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

В процессе варки из хлопка увеличение концентрации №ОН вызывает смещение его качественных показателей в положительную сторону. В процессе получения МКЦ предпочтительнее использовать целлюлозу с такими показателями. 2) В промышленности целлюлозу в основном получают из нескольких видов деревьев и называют древесной целлюлозой. Суть работы заключается в том, что

корни, стебли и ветки тополя измельчаются с помощью специального устройства и подготавливаются к щелочному кипячению. Сначала его гидролизуют в 3-3,5% растворе кислоты ЫКОз,. Затем его несколько раз промывают и прокаливают в 2,5-3% растворе щелочи в течение 60-90 минут при 95-1000С. Полученную массу промывают, прессуют и сушат в сушильном шкафу. [8; стр. 4-5].

Таблица 2.

Показатель качества целлюлозы, полученной на основе древесины тополя

Время.минуты Уровень влажности % Альфа целлюлоза Нижняя часть щелоча

60 3,6 84.6 25.9

90 3.2 82.3 23.8

120 3.0 84.7 25.3

150 3.1 90.1 27.8

250 3.4 97.2 34.6

Из таблицы видно, что увеличение времени щелочного кипячения в процессе получения целлюлозы на основе древесины тополя положительно влияет на целлюлозу. 3) 50 г пшеничной соломы можно измельчить, затем ее помещают в колбу емкостью 500 мл, наполненную 300 мл 4%-ного раствора №ОН (едкий натрий), и ставят на электрическую плиту. Процесс щелочной варки занимает 120 минут при 1000С. Полученную пульпу промывают сначала в горячей воде, затем в 50 мл 1,5%-ной азотной кислоты HNOз, и холодной воде до тех пор, пока лакмусовая бумажка не даст нейтральной среды [9; стр. 16-18]. Показатели качества целлюлозы из пшеничной соломы, полученной при щелочной варке: влажность 3,8%, альфа-целлюлоза 34% [10; стр. 161-1636.].

Результаты исследования. После процесса получения целлюлозы из местного сырья начинается стадия получения микрокристаллической целлюлозы на их основе. Хлопок и древесная древесина используются в производстве микрокристаллической целлюлозы. К 20 г целлюлозы добавляют 200 мл 3% HNOз, помещают в колбу вместимостью 500 мл и ставят на плиту. Гидролизуют при температуре 900С в течение 20-40 минут, готовую микрокристаллическую целлюлозу несколько раз промывают в холодной воде с использованием сита и помещают в сушильный шкаф при 70-90 0С на 6090 минут. Процесс получения микрокристаллической целлюлозы из всех трех видов целлюлозы одинаков [11.]

Таблица 3.

Показатели качества микрокристаллической целлюлозы, полученной на основе целлюлозы из тополя,

пшеничной соломы, хлопковой целлюлозы

Показатель качества микрокристаллической целлюлозы, полученной на основе целлюлозы тополя, %

время HNÜ3KOH^% t0C Влажность% Золь% % Белизна% плодородие

20 1,5 45 4,0 0,58 85 88

25 2 50 4,1 0,49 86 86

30 2,5 60 3,8 0,47 86 87

35 3 70 4,1 0,44 88 87

40 3,5 80 3,4 0,40 89 87

45 4 90 4,4 0,36 91 46

50 4,5 100 3,2 0,35 92 72

Показатель качества микрокристаллической целлюлозы, полученной на основе целлюлозы тополя, %

20 1,5 45 4,1 0,92 80 90

25 2 50 5,2 0,79 81 89

30 2,5 60 6,0 0,74 85 87

35 3 70 4,5 0,67 87 80

40 3,5 80 6,1 0,52 88 74

45 4 90 3,4 0,42 89 66

50 4,5 100 3,9 0,31 91 61

№ 8 (101)

A UN'

ТЕ)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

Показатель качества микрок ристаллической целлюлозы, полученной на основе хлопковой целлюлозы.

20 1,5 45 4,3 0,98 81 96

25 2 50 4,7 0,97 83 94

30 2,5 60 4,1 0,95 85 93

35 3 70 3,9 0,87 87 92

40 3,5 80 3,7 0,81 92 91

45 4 90 4,21 0,72 96 90

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

50 4,5 100 5,2 0,64 97 88

Как видно из таблицы, перевести целлюлозу соломы в микрокристаллическое состояние можно в 2,5% растворе HNOз, за 30 минут, целлюлозу тополя в 3,5% растворе HNOз, за 40 минут, хлопковую целлюлозу за 50 минут, целлюлозу в 4,5% растворе. реше Н^3ние [12].

Обсуждения: Показатели микрокристаллической целлюлозы, полученной в лабораторных условиях, сравнивали по требованиям ГОСТ.

Таблица 4.

Сравнение Показателей полученной микрокристаллической целлюлозы по требованиям ГОСТ

№ Индикаторы по ГОСТ (Ту-9194-005- Полученные результаты

1 вид 2043303-96) Чистый порошковый продукт

2 Запах Отсутствие механических отходов нет

3 Цвет Почти нет белый

4 Уровень золы% Белый, желтый, белый 0,4-0,6

5 Влажность % 0,6 3-6

6 Белизна % 8 88-90

7 Полимеризация 91 Полученные результаты

Из таблицы выше видно, что показатели микрокристаллической целлюлозы, полученной на основе всех трех образцов целлюлозы, соответствуют требованиям установленного ГОСТ (ТУ-9194-005-2043303-96).

Резюме. Микрокристаллическая целлюлоза представляет собой порошкообразную кристаллическую форму целлюлозы, которая широко используется в различных отраслях промышленности. Например, в качестве наполнителя в производстве пищевых

продуктов, в качестве эмульгатора в производстве парфюмерной продукции, в качестве эмульгатора в производстве шампуня, в производстве чистого хлопка, необходимого в области медицины, в области химии и фармацевтики, при выведении вредного для организма человека холестерина, при профилактике инсультов и инфарктов, а также при радиоактивном излучении, широко используется в производстве лекарственных средств и вакцин, применяемых у больных.

Список литературы:

1. Хананшвили Л.М. Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров.2-е изд., перераб. Москва: Химия, 1983. 284-312-с.

2. Гринвуд Н.Н. Химия элементов. — 3-е изд. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. 161-1636.

3. Бабаханова Х., Умарова В., Примкулов М. Применение недревесного скрья в бумажной композиции // Компози-цион материаллар. 2017. № 3. P. 72-75.

4. Ешбаева У.Ж. Офсетная бумага с введением синтетических полимеров и её печатно- технические свойства // Док. Диссертация. Тошкент. 2017.

5. Бобохонова Х,.А. Иккиламчи толали ресурсларга эга когознинг берилган босма хоссаларини таъминловчи "хо-машё - когоз - нусха" тизимини яратиш. // Док. Диссертация. Тошкент. 2016.

6. Бабамуратов Б.Э., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т. Изучение способа получения целлюлозы из тростника // Universum химия и биология электрон. научн. журн. 2021. Vol. 2, № 80. P. 54-57.

7. Рахмонбердиев F.P; Муродов М.М; Тожиев Ж.П,."Целлюлоза " 2009 2-3-б.

8. Рогавин З.А. Химия целлюлозы. М: "Химия".-1972.

9. Муродов М.М., Арслонов Ш.С., Мухамеджанова М.Т., Рахмонбердиев ГР., "Надмолекулярная структура и качественные показатели целлюлозы различного происхождения",Композиционные материалы №2, 2006г с. 16-18.

10. Муродов.М.М,Рахмонбердиев^.Р,. "Маралий хрм-ашё-Теракдан целлюлоза олиш".ТКТИ-2004й,маколалар туплами. 161-163 бет.

11. Аскаров М., Ойхужаев Б., Аловиддинов А. "Полимерлар химияси" Тошкент-1981.

12. Фенгел Д., Вегенер Г., "Древесина Химия,ультраструктура,реакции."Москва-1988 й.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.