СТАТЬИ АРБИР
 

  2018

  Июль
  Август   
  Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
30 31 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 1 2
   

  
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?


Проблемы и пути утилизации лигнинсодержащих отходов


ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ УТИЛИЗАЦИИ ЛИГНИНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Аннотация

Обсуждены современное состояние и перспективы развития исследований в области переработки лигнинсодержащих отходов. Определены основные тенденции их утилизации в качестве добавок к различным композициям и химической модификации для создания различных видов продукции, обсуждены достигнутые успехи и проблемы.

Ключевые слова

Растительное сырье, отходы, лигнин, переработка, утилизация, химическая модификация, сорбенты.

Богайтейшим возобновляемым источником органических веществ являются растительное сырье и отходы их переработки [1-3]. Ежегодные потери древесины во время лесозаготовок и переработки составляют около 200 млн м3. Подсчитано [3], что химическая переработка только 10% этих отходов может дать около 140 тысяч тонн фенолов, 20 тысяч тонн уксусной кислоты и ряд других продуктов. Из отходов сельского хозяйства (подсолнечная лузга, хлопковая шелуха, лузга гречихи, ячменя и др.) путем их химической переработки можно получить сотни тысяч тонн таких ценных химических веществ, как фурфурол, целлюлоза, уксусная кислота, этиловый спирт и многие другие. Следует подчеркнуть, что источниками органических соединений могут служить самые разнобразные растительные материалы, выбор которых для получения того или иного химического продукта определяется экономическими показателями.

Одними из наименее востребованных отходов растительного сырья, не нашедших должного промышленного применения, являются лигнины. Согласно имеющимся в литературе данным использование лигнинов в качестве химического сырья не превышает 5% [4]. Это обусловлено чрезвычайной изменчивостью структуры лигнинов и их относительно невысокой реакционной способностью. Традиционно без предварительного модифицирования их применяют лишь как топливо благодаря высокой теплотворной способности (в сухом состоянии - 6000 кал/кг, во влажном - 1800-2000 кал/кг), для нужд сельского хозяйства (удобрения, кормовые добавки), и в строительной индустрии (лиг- новолокнистые плиты, добавки при производстве кирпича, керамики, цементных смесей и т.д.).

Накопление огромного количества лигнинсодержащих отходов требует разработки эффективных способов их утилизации. Исходя из химического состава этого сложного многофункционального полимера, наиболее эффективным способом его утилизации является применение в виде химического сырья путем переработки в различные виды продукции. Как ценное органическое сырье, он стал источником получения различных химических веществ: активных углей, пластических масс, лигнонаполненных каучуков, лигноволокнистых, термоизоляционных плит, нитро-, хлорлигнинов, фенолов, удобрений, преобразователей ржавчин, биологически активных веществ, сорбентов и т.д. [1-3]. К числу уже производимых или наиболее близких к промышленному освоению может быть отнесено производство активных углей, органических или органоминеральных удобрений, сорбентов, лечебных препаратов и т.д. Значительные успехи достигнуты в области модификации лигнинов с целью получения диспергирующих агентов (ПАВ, моющие средства, разбавители бурильных растворов), дубителей. Высокие коллоиднохимические свойства и биостойкость лигнинов обусловили использование их в качестве добавок для производства термо-, тепло-, звукоизоляционных и отделочных материалов в строительной и мебельной индустрии [4].

В качестве одного из способов переработки лигнинов предложено превращение его в жидкие нефтеобразные продукты с выходом 80-90% путем окисления или гидрирования. Однако их высокая стоимость сделала выпуск продукции экономически нерентабельным и нецелесообразным. На сегодняшний день получение жидкого топлива из лигнина приостановлено.

Получение низкомолекулярных органических соединений (щавелевой, пирокате- хиновой кислот, ванилина и т.д.), востребованных пищевой промышленностью, в крашении, печатании, отбелке тканей, в цветной металлургии и ряде других отраслей промышленности, так же признано экономически неэффективным вследствие низкого выхода целевых продуктов (35-49%) [4].

Как видно, области утилизации лигнинов достаточно обширны. Одним из приоритетных направлений следует считать использование их в качестве добавок к различным композициям и получение химически модифицированных высокомолекулярных продуктов с комплексом заданных свойств. Деструкция макромолекулы лигнинов с целью получения низкомолекулярных продуктов не всегда эффективна вследствие невысокого выхода конечных продуктов, выделения большого количества побочных полупродуктов, требующих дополнительной утилизации, что ведет к возрастанию производственных затрат.

В этой связи особое внимание привлекают способы модификации лигнинов для создания сорбционно-активных материалов, так как сами лигнины благодаря развитой внутренней и внешней поверхности обладают высокой поглотительной способностью по отношению к широкому классу соединений. Тенденции последних лет требуют разработки малостадийных технологических процессов их создания, основанных на принципах «зеленой химии».

В данной работе предложены двустадийные методы получения аниоонообменных сорбентов, модификацией гидролизного лигнина эпоксидными соединениями с последующим аминированием оксирановых производных высокомолекулярными аминами. Использование эпоксидных соединений является более предпочтительным по сравнению с агрессивными хлорсодержащими реагентами и позволяет проводить процесс в мягких условиях без деструкции самой лигниновой матрицы. Разработанный метод позволяет получать недорогие сорбенты для решения широкого спектра природоохранных и медико-биологических задач.

Список литературы:

Niaounakis, M. Biopolymers: Reuse, Recycling and Disposal.-Elsevier, 2013.- 413 P.

Боголицын, К.Г. Современные тенденции в химии и химической технологии растительного сырья // Российский химический журнал. -2004. - T.LVIII, №6. - С.105- 123.

Кулагин, Е.П. Утилизация попутных продуктов и отходов химической переработки древесины. - Новгород: НТУ, 2000. - 300 с.: ил.

Дейнеко, И.П. Утилизация лигнинов: достижения, проблемы и перспективы // Химия растительного сырья. - 2012. - №1. - С. 5-20.


Чакенов А.Е. - магистрант 1 года обучения Научный руководитель - Чопабаева Н.Н., д.х.н. Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы





МОЙ АРБИТР. ПОДАЧА ДОКУМЕНТОВ В АРБИТРАЖНЫЕ СУДЫ
КАРТОТЕКА АРБИТРАЖНЫХ ДЕЛ
БАНК РЕШЕНИЙ АРБИТРАЖНЫХ СУДОВ
КАЛЕНДАРЬ СУДЕБНЫХ ЗАСЕДАНИЙ

ПОИСК ПО САЙТУ