Целлюлоза из плодовых оболочек злаковых культур обладает высокой сорбционной емкостью. Однако относительно короткие волокна затрудняют получение прочного бумажного материала. В то же время целлюлоза из соломы, наоборот, обладает относительно большой длиной волокна и приемлемыми сорбционными свойствами. Для разработки эффективных целлюлозосодержащих сорбентов интерес представляет композиционный материал из целлюлозы шелухи и целлюлозы соломы. Цель исследования – получение сорбционного материала на основе технической целлюлозы из соломы и шелухи риса. Техническая целлюлоза из соломы и шелухи риса получена окислительно-органосольвентным способом с предварительной щелочной обработкой растительного сырья (зольность ее 0,05 % от абсолютно сухой целлюлозы). При этом целлюлозу из соломы риса применяли в качестве целлюлозы-основы, а целлюлозу из шелухи риса – как целлюлозу- адсорбент. При постоянном содержании целлюлозы-основы в композиции независимо от степени ее помола капиллярная впитываемость изменяется в пределах погрешности измерений. При постоянном содержании целлюлозы- основы в композиции и добавлении к ней целлюлозы-адсорбента с возрастающей степенью помола капиллярная впитываемость снижается незначительно (на 1…2,5 мм). Сорбционная способность по йоду зависит от степени помола как целлюлозы-адсорбента, так и целлюлозы-основы. С увеличением степени помола сорбционная способность по йоду возрастает. Адсорбционная способность по метиленовому голубому при постоянном содержании 50% целлюлозы-основы в композиции и добавлении к ней целлюлозы-адсорбента с увеличивающейся степенью помола (35, 39, 43,5, 47,5 оШР) возрастает. Установлено, что количественная оценка эффективности композиции подтвердила наличие эффекта синергизма, который характерен для адсорбционной способности по метиленовому голубому и возрастает с увеличением степени помола целлюлозы- адсорбента с 1,07 до 1,12 с учетом погрешности эксперимента. Cellulose from the fruit shells of cereals has a high sorption capacity. However, relatively short fibers make it difficult to obtain durable paper material. At the same time, straw cellulose, on the contrary, has a relatively long fiber length and acceptable sorption properties. For the development of effective cellulose sorbents of interest is a composite material of cellulose husks and cellulose straw. The aim of the work is to obtain sorption materials on the basis of technical cellulose from straw and rice husks obtained by oxidation-organosolvent method with pre-alkaline treatment of vegetable raw materials. In the course of work, technical cellulose from straw and rice husks with ash content of 0.05% of completely dry cellulose was obtained. Upon receipt of the sorption material, cellulose from rice straw is used as a base cellulose, and cellulose from rice husk as cellulose is an adsorbent. With a constant content of cellulose base in the composition, regardless of its degree of grinding, capillary absorbency varies within the measurement error. With a constant content of cellulose-base in the composition and the addition of cellulose-adsorbent with an increasing degree of grinding capillary absorbency decreases slightly (1...2,5 mm). The sorption capacity of iodine depends on the degree of grinding, as cellulose-adsorbent, and the degree of grinding of cellulose-base. With increasing degree of grinding sorption capacity of iodine increases. Adsorption capacity of methylene blue at a constant content of cellulose-base 50 % in the composition and the addition of cellulose- adsorbent with an increasing degree of grinding (35, 39, 43.5, 47.5 0SHR) increases. It was found that the quantitative evaluation of the composition efficiency confirmed the presence of synergism effect, which is typical for the adsorption capacity of methylene blue and increases with increasing the degree of cellulose-adsorbent grinding from 1.07 to 1.12, taking into account the experimental error.

The possibility of recovering the spent cooking solution with the replacement of the missing amount of lignifying reagents in the oxidative-organic solvent cooking of non-woody plant raw materials (rice husk) with preliminary alkaline treatment and the production of technical pulp with desired properties is shown. Analysis of scientific and patent information revealed that two methods of regeneration are used for regeneration of spent cooking solutions during oxidation-organosolve cooking: azeotropic distillation and return of part of the spent cooking solution for re-cooking with the completion of the missing amount of reagents. For the oxidation-organosolvent cooking non-wood plant materials the most promising is the second option. To avoid the preservation of mineral components in industrial pulp, non-wood plant materials are subjected to alkaline treatment. It has been established that to obtain technical pulp with recovery of the spent cooking solution, it is required two times less acetic acid and 1.7 times fresh water as compared to oxidation-organic solvent cooking under standard conditions with a constant amount of caustic soda.

Получение доступных сорбентов на основе природных материалов, для визуального колористического определения содержания ионов металлов в загрязненных природных и сточных водах является актуальным направлением исследований. Сорбенты на основе технической целлюлозы удовлетворяют этим требованиям. В работе для получения технической целлюлозы предложено использовать биомассу соломы риса. Для удаления из соломы риса минерального компонента при проведении окислительно-органосольвентной варки используют стадию щелочной обработки, которая приводит к деструкции полисахаридов, снижая выход технической целлюлозы. В связи с этим целью работы является изучение закономерностей проведения щелочной обработки соломы риса для максимального сохранения высокого выхода технической целлюлозы, извлечения минеральной части и возможности применения данной целлюлозы в качестве колористического сорбента. С учетом предварительных исследований найдены оптимальные значения технологических факторов, обеспечивающих высокий выход волокнистого материала из соломы риса при минимальном содержании в нем минеральных компонентов. Последующая органосольвентная варка позволяет получить техническую целлюлозу с выходом – 48,8% от абсолютно сухого сырья (а.с.с), зольностью 0,05% от а.с.с., содержанием лигнина 2,5% от а.с.с., удовлетворительными прочностными характеристиками, высокими сорбционными свойствами, необходимой белизной и рН водной вытяжки. Выявлено, что техническая целлюлоза из соломы риса содержит металлы, накопленные биомассой за вегетативный период. Щелочная обработка и окислительно-органосольвентная делигнификация в большинстве случаев приводят к снижению концентрации металлов в технической целлюлозе. Исключение составляют алюминий, железо и свинец, содержание которых в технической целлюлозе увеличивается. Таким образом, целлюлоза, полученная в оптимальных условиях щелочной обработки и последующей окислительно-органосольвентной варки из соломы риса, с учетом содержащихся в ней металлов, пригодна для использования в качестве сорбента для визуального колористического определения содержания ионов металлов в загрязненных природных и сточных водах. Receive available sorbents based on natural materials for visual color determination of the content of metal ions in contaminated natural and waste waters is a topical area of research. Sorbents on the basis of technical cellulose satisfy these requirements. In the process of obtaining technical cellulose is proposed to use biomass straw rice. Removal of straw rice mineral component when carrying out the oxidation-organosolvent use the cooking stage alkali treatment, which leads to degradation of polysaccharides, reducing the output of technical cellulose. In this regard, the aim of this work is to study the regularities of the alkaline treatment of rice straw for maximum preservation of the high output technical cellulose, extracting the mineral and the possibility of using the cellulose as the colour of the sorbent. Taking into account the preliminary studies, optimal conditions of technological factors were found ensuring a high yield of fibrous material from rice straw with a minimum content of mineral components in it. Subsequent organosolvent pulping yields technical pulp with a yield of 48.8% bone dry raw material (BDRM), an mineral ash content of 0.05% of BDRM, a lignin content of 2.5% of BDRM, satisfactory strength properties, high sorption properties, the necessary whiteness and pH of aqueous extract. It is revealed that the technical cellulose from straw of rice contains metals accumulated biomass during the vegetation period. Alkaline treatment and oxidative-organosolvent the delignification in most cases leads to a decrease of metal concentrations in pulp technical. With the exception of aluminum, iron and lead, the content of which is technical cellulose increases. Thus, cellulose obtained in optimum conditions of alkaline treatment and subsequent oxidation-organosolvent pulping of straw of rice, taking into account the contained metals suitable for use as a sorbent for visual color determination of the content of metal ions in polluted natural and sewage waters.

An improved process flow diagram for the production of cellulose by oxidation-organosolvent method from non-wood vegetable raw materials with pre-alkaline treatment and recovery of the spent cooking solution has been developed. It is shown that it is possible to obtain technical cellulose with the desired properties with repeated use of the spent cooking solution, which allows to reduce the consumption of acetic acid and fresh water by two and 1.7 times, respectively. The scheme includes the following stages: preparation of raw materials; preparation of the cooking composition and alkaline solution, alkaline treatment, cooking and washing of cellulose, recovery of the spent cooking solution, neutralization of the spent alkaline solution and the use of contaminated water.  When implementing the flowcharts are formed by the following types of contaminated water: water for rinsing plant material circulates through the first and second steps of adding water with catalyst; circulating the water from flushing technical pulp in three stages – the washing water from the first washing stage is directed to the Converter; the washing water from the second stage washing sent to the first stage of the wash technical cellulose; the third step of the rinsing water is fed from the drum filter with the addition of fresh water; the concentration of sodium hydroxide in the spent alkaline solution is 1.75 %. In the neutralizer, weakly acidic water with a concentration of acetic acid of 0.83% and sodium acetate with a concentration of 2.5% is formed; weakly acidic water from the neutralizer is fed to the first stage of washing plant raw materials. Fresh water is used for the preparation of balanced peracetic acid, alkaline solution and the third stage of technical cellulose washing. Solid waste is formed in the hydraulic separator during washing of vegetable raw materials; in the tank of the spent cooking solution in the form of a precipitate from zero fiber; in the neutralizer, the washed precipitate can be used as an anti-frost additive for concrete. It is proposed to use reactor and neutralizer as the main technological equipment.

No abstract