CELLULOSE FROM VARIOUS PARTS OF SORANOVSKII MISCANTHUS

The chemical composition of the Soranovskii Miscanthus variety harvested in 2011 and 2012 was separately determined in the whole plant, leaves, and stem. In all cases, cellulose was found to prevail in the Miscanthus stem, and non-cellulosic components (the fat-wax fraction, ash, and lignin), in leaves. Cellulose samples were for the first time obtained from leaves and stems separately by two methods (nitric-acid and combined). The best quality cellulose was derived from stems. For instance, cellulose isolated from stems by the nitric-acid process was better than that from leaves, which was expressed as a higher α cellulose content (94,4 % versus 91,7 %) and polymerization degree (800 versus 580), as well as low weight fractions of non-cellulosic components: ash (0,07 % versus 1,01 %) and acid-insoluble lignin (0,45 % versus 1,51 %). The same tendency is observed in celluloses produced by the combined method: Cellulose from stems had better quality than that from leaves; specifically, it had a greater polymerization degree (1040 versus 640) and lower weight fractions of non-cellulosic components: ash (0,14 % versus 0,75 %), acid-insoluble lignin (0,88 % versus 4,2 %), and pentosans (6,8 % versus 8,53 %). It is obvious that cellulose obtained by the nitric-acid method can be suitable for chemical modifications, including nitration. Cellulose from the combined process can be utilized in paper industry.

1. Будаева В.В., Митрофанов Р.Ю., Золотухин В.Н., Архипова О.С. Свойства целлюлозы мискантуса // Ползуновский вестник. 2010. № 3. С. 240–245.

2. Будаева В.В., Митрофанов Р.Ю., Золотухин В.Н., Сакович Г.В. Новые сырьевые источники целлюлозы для технической химии // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2011. № 7. С. 205–212.

3. Булаткин Г.А., Митенко Г.В. Перспективная энергетическая культура – мискантус китайский // Экол. вестн. России. 2013. № 7. С. 31–36.

4. Гисматулина Ю.А., Будаева В.В., Золотухин В.Н. Получение и свойства целлюлозы, пригодной для нитрования // Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов: докл. IV науч.-техн. конф. молодых ученых. Бийск, 27–28 сентября 2012. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2012. С. 30–44.

5. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, мискантус сорта Сорановский № 8854628, 2013 г., http://www.gossort.com/reestr/new_sort.html.

6. ГОСТ 25438-82. Целлюлоза для химической переработки. Методы определения характеристической вязкости. Изд. официальное. М: Изд-во стандартов, 1982. 20 с.

7. ГОСТ 10820-75. Целлюлоза. Метод определения массовой доли пентозанов. Изд. официальное. М.: Изд-во стандартов, 1991. 8 с.

8. ГОСТ 30418-96. Масла растительные. Метод определения жирнокислотного состава. Изд. официальное. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1998. 6 с.

9. ГОСТ 595-79. Целлюлоза хлопковая. Технические условия. Изд. официальное. М.: Изд-во стандартов, 2002. 14 с.

10. Жегров Е.Ф., Милехин Ю.М., Берковская Е.В. Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2. Технология. М.: РИЦ МГУП им. И. Федорова, 2011. С. 57–59.

11. Иванов С.Н. Технология бумаги. Изд. третье. М.: Школа бумаги, 2006. С. 33–35.

12. Кроткевич П.Г., Шумейко К.И., Волошина Л.А., Нестерчук Е.Н., Петрунь И.И. Морфологические особенности и химический состав Miscanthus sinensis Anderss. как сырья для целлюлозно-бумажной промышленности // Растит. ресурсы. 1983. Т. XIX. Вып. 3. С. 321–323.

13. Лендьел П., Морваи Ш. Химия и технология целлюлозного производства: Пер. с нем. Ф.Б. Дубровинской / Под ред. А.Ф. Тищенко. М.: Лесн. пром-сть, 1978. С. 131–133, 447–450.

14. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. 711 с.

15. Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. II. СПб.: НПО «Профессионал», 2006. 1142 с.

16. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. С. 73–75, 79–80, 106–107, 161–164.

17. Ткачева Н.И., Морозов С.В., Григорьев И.А., Могнонов Д.М., Колчанов Н.А. Модификация целлюлозы – перспективное направление в создании новых материалов // Высокомолекулярные соединения. 2013. Сер. Б. Т. 55. № 8. С. 1086–1107. DOI: 10.7868/S0507547513070179.

18. Шахмина Е.В. Адаптация нового целлюлозного сырья к технологиям химической промышленности // Современные проблемы технической химии: Матер. докл. Всерос. науч.-техн. конф. Казань, 21–23 ноября 2003. Казань: КГТУ, 2003. С. 231–232.

19. Шумный В.К., Вепрев С.Г., Нечипоренко Н.Н., Горячковская Т.Н., Слынько Н.М., Колчанов Н.А., Пельтек С.Е. Новая форма мискантуса китайского (веерника китайского, Miscanthus sinensis Anderss.) как перспективный источник целлюлозосодержащего сырья // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2010. Т. 14. № 1. С. 122–126.

20. Якушева А.А. Нитраты целлюлозы из российского мискантуса // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: Матер. 5-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. Бийск, 24–26 мая 2012. Бийск: Изд-во Алт. гос. тех. ун-та, 2012. Ч. 1. С. 186–190.

21. Якушева А.А. Свойства нитроцеллюлоз из хлопка и плодовых оболочек овса // Ползуновский вестник. 2013. № 3. С. 202–206.

22. Brosse N., Dufour A., Meng X., Sun Q., Ragauskas A. Miscanthus: a fast-growing crop for biofuels and chemicals production // Biofuels, Bioprod., Bioref. 2012. V. 6. I. 5. P. 580–598. DOI: 10.1002/bbb.

23. Jones M.B., Walsh М. Miscanthus: For Energy and Fibre. Published by Earthscan, 2001. 192 p.

24. Somerville C., Youngs H., Taylor C., Davis S.C., Long S.P. Feedstocks for lignocellulosic biofuels // Science. 2010. V. 329. P. 790–792.

25. Sun R.C. Cereal Straw as a Resource for Sustainable Biomaterials and Biofuels – Chemistry, Extractives, Lignins, Hemicelluloses and Cellulose. Elsevier, 2010. Р. 30.

26. Villaverde J.J., Domingues R.M.A., Freire C.S.R., Silvestre A.J.D., Pascoal Neto C., Ligero P., Vega A. Miscanthus × giganteus extractives: a source of valuable phenolic compounds and sterols// J. Agric. Food Chem. 2009. V. 57. No. 9. P. 3626–3631.