При производстве целлюлозы натронным способом из недревесного сырья небольшие предприятия не могут утилизировать черные щелока, так как наличие отдела регенерации экономически оправдано только для крупных целлюлозно-бумажных комбинатов. Эффективно утилизировать отработанные варочные растворы можно при переходе на варку с растворами КОН взамен NaOH и черные щелока использовать как органоминеральное удобрение. Цель исследования - получение целлюлозы из соломы пшеницы с растворами гидроксида калия при различных условиях варки и оценка возможности использования отработанных варочных растворов в качестве органоминерального удобрения. Варки проводили при условиях: гидромодуль 8:1; расход щелочи в ед. К2О и Na2O 10-16% от абсолютно сухого сырья; подъем температуры 60 мин.; варка при температуре 160 С 60 мин. При варке с растворами КОН проводили и изучали стадию пропитки. Из отработанного черного щелока от варки соломы пшеницы с расходом 14% готовили растворы для полива с заданными концентрациями. Дополнительная пропитка дает возможность получить калийную целлюлозу, сопоставимую с натронной по массовой доле лигнина и с меньшей зольностью. Показано, чем выше начальная концентрация варочного раствора при пропитке, тем выше скачок температуры и выше температура при дальнейшей пропитке. Снижение температуры пропитки на 5 С приводит к снижению температуры разогрева суспензии на 0,4-2,3 С, сокращению продолжительности разогрева в 3 раза и ускорению охлаждения системы в среднем в 5 раз. Продолжительность пропитки не более 60 мин. Выявлено, что растворы КОН способствуют лучшему удалению SiO2 из растительного сырья, чем растворы NaOH в заданных условиях варки. Установлено, что отработанный варочный раствор пригоден в качестве органоминерального удобрения с концентрацией 2,8·10-5 г взвешенных веществ в 1 л. In the production of cellulose by the natron method from non-wood raw materials small enterprises cannot dispose of black liquor. It is possible to effectively dispose of used cooking solutions in the transition to cooking with KOH solutions instead of NaOH and black liquor to use as an organomineral fertilizer. The goal of the study was to obtain cellulose from wheat straw with potassium hydroxide solutions under various cooking conditions and to evaluate the possibility of using spent cooking solutions as an organomineral fertilizer. Cooking was carried out under the conditions: hydromodule 8:1; consumption of alkali in units. K2O and Na2O - 10-16% of absolutely dry raw materials; temperature rise 60 min; cooking at 160 C - 60 min. When cooking with KOH solutions, the impregnation stage was carried out and studied. Solutions for irrigation with specified concentrations were prepared from the spent black liquor from cooking wheat straw with a consumption of 14%. Additional impregnation makes it possible to obtain potassium cellulose comparable to sodium in terms of the mass fraction of lignin and with a lower ash content. A decrease in the impregnation temperature by 5 C leads to a decrease in the heating temperature of the suspension by 0.4-2.3 C, a reduction in the heating time by 3 times and an acceleration of cooling of the system by an average of 5 times. It was found that KOH solutions promote better removal of SiO2 from plant raw materials than NaOH solutions under the specified cooking conditions. It was found that the used cooking solution is suitable as an organomineral fertilizer with a concentration of 2.8·10-5 g of suspended solids per liter.

Дана оценка влияния свойств природного и синтезированного на технической целлюлозе из рисовой и овсяной шелухи диоксида кремния на каталазную активность диоксидсодержащих материалов. Техническую целлюлозу из шелухи получали окислительно-органосольвентным способом. Закрепление диоксида кремния на целлюлозе проводили золь-гель методом с применением тетраэтоксисилана. Свойства полученных диоксидсодержащих материалов оценивали: рентгеноструктурным анализом, методом тепловой десорбции азота, эмиссионным спектральным анализом с индукционно-связанной плазмой. Каталазную активность диоксидсодержащих материалов оценивали по модельной реакции разложения Н2О2. В ходе работы получены образцы целлюлозы: из рисовой шелухи с содержании зольного остатка от 0,3 до 33,5%; из овсяной и рисовой шелухи без содержания минеральных компонентов. Золь-гель методом получены материалы с содержанием синтетического диоксида кремния от 0 до 47,2% на основе рисовой шелухи и от 0 до 44,3% на основе овсяной шелухи. Установлено, что количество закрепленного диоксида кремния золь-гель методом не зависит от природы технической целлюлозы. Диоксид кремния остающийся в технической целлюлозе находится в аморфном состоянии. Максимум удельной поверхности (20,4 м2/г) достигается при предельном содержанием диоксида кремния (30,3%). Синтезированный на технической целлюлозе золь-гель методом диоксид кремния находится в кристаллическом состоянии, при этом максимальная удельная поверхность составляет для диоксидсодержащего материала на основе ОШ 18,5 м2/г, а для диоксидсодержащего материала на основе РШ 15,7 м2/г); Выявлено, что каталазной активностью обладает диоксидсодержащий материал с природным диоксидом кремния. Такой каталазный эффект можно объяснить наличием примесей в виде металлов, которые накапливаются в минеральном компоненте растительного сырья при вегетации. Образцы целлюлозы с синтезированным диоксидом кремния каталазной активностью не обладают, независимо от удельной поверхности и содержания SiO2. The influence of the properties of natural and synthesized silicon dioxide on technical cellulose from rice and oat husks on the catalase activity of dioxidecontaining materials is estimated. Technical cellulose from the husk was obtained by the oxidative-organosolvent method. The fixation of silicon dioxide on cellulose was carried out by the sol-gel method using tetraethoxysilane. The properties of the obtained dioxide-containing materials were investigated by X-ray diffraction analysis, nitrogen thermal desorption method, inductively coupled plasmaemission spectroscopy. The catalase activity of the dioxide-containing materials was evaluated by the model reaction of Н2О2 decomposition. In the course of the work, the following samples of cellulose were obtained: one from rice husks with an ash content of 0.3 to 33.5%; one from oat and rice husks without mineral components. The sol-gel method was used to obtain materials with a content of synthetic silicon dioxide from 0 to 47.2% based on rice husk and from 0 to 44.3% based on oat husk. It was established that the amount of fixed silicon dioxide by the sol-gel method does not depend on the origin of the technical cellulose. The silicon dioxide remaining in the technical cellulose is in an amorphous state. The maximum specific surface area (20.4 m2/g) is achieved at the limiting silicon dioxide content (30.3%). The silicon dioxide synthesized on technical cellulose by the sol-gel method is in a crystalline state, with the maximum specific surface area being 18.5 m2/g for a dioxide-containing material based on OH, and 15.7 m2/g for a dioxide-containing material based on RH; It was found that dioxide-containing material with natural silicon dioxide possesses the catalase activity. This catalase effect can be explained by the presence of impurities in the form of metals, which are accumulated in the mineral component of plant raw materials during the vegetation. Cellulose samples with synthesized silicon dioxide do not have catalase activity, independently from specific surface area and SiO2 content.