Рассылка

Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.



Разработка технологии переработки древесного сырья для получения биополимеров и продуктов на их основе

Авторы: Илалова Г.Ф., Ямашев Т.А., Сафин Р.Р., Мингалеева З.Ш.

Биополимеры являются перспективной альтернативой традиционным материалам, благодаря своим уникальным свойствам. Современные исследования сосредоточены на полиэфире полигидроксибутирате (ПГБ) и ксантановой камеди, синтезируемых бактериями Cupriavidus necator и Xanthomonas campestris соответственно. Однако их широкое коммерческое применение сдерживается высокой стоимостью производственных процессов, что связано, в частности, с использованием углеродных субстратов. Работа направлена на разработку технологии получения ПГБ и ксантана, а также биокомпозитов на их основе из отходов деревообработки. В качестве сырья предполагается использовать продукты кислотного гидролиза древесного материала, содержащие полисахариды и целлолигнин. Для снижения токсичности гидролизата предложена очистка и нейтрализация в комбинации активным углем и анионообменными смолами. В ходе исследования поставлены следующие задачи: анализ существующих подходов к получению биополимеров из древесного сырья, создание математической модели процесса гидролиза, исследование режимов гидролиза древесины и способов очистки гидролизатов, разработка оптимальных условий культивирования микроорганизмов на основе полученной питательной среды и тестирование свойств композитного материала из ПГБ и целлолигнина. Полученные результаты будут использованы для разработки рекомендаций по внедрению технологии на уровне промышленного производства, что обеспечит рациональную переработку древесных отходов, снижение загрязнения окружающей среды и удешевление биополимеров.

Ключевые слова: гидролиз, гидролизат, целлолигнин, культивирование, биополимеры, биокомпозит, биоконтейнеры.

DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR PROCESSING WOOD RAW MATERIALS FOR OBTAINING BIOPOLYMERS AND PRODUCTS BASED ON THEM

Biopolymers are a promising alternative to traditional materials due to their unique properties. Current research focuses on polyether polyhydroxybutyrate (PHB) and xanthan gum synthesized by the bacteria Cupriavidus necator and Xanthomonas campestris, respectively. However, their widespread commercial use is constrained by the high cost of production processes, which is associated, in particular, with the use of carbon substrates. The work is aimed at developing a technology for obtaining PHB and xanthan, as well as biocomposites based on them from wood waste. The products of acid hydrolysis of wood material containing polysaccharides and cellolignin are supposed to be used as raw materials. To reduce the toxicity of the hydrolyzate, purification and neutralization in combination with activated carbon and anion exchange resins is proposed. The following tasks were set in the course of the study: analysis of existing approaches to obtaining biopolymers from wood raw materials, creation of a mathematical model of the hydrolysis process, study of wood hydrolysis modes and methods for cleaning hydrolysates, development of optimal conditions for cultivating microorganisms based on the obtained nutrient medium and testing the properties of a composite material from PHB and cellolignin. The results obtained will be used to develop recommendations for the implementation of the technology at the industrial production level, which will ensure rational processing of wood waste, reduction of environmental pollution and reduction in the cost of biopolymers.

Keywords: hydrolysis, hydrolysate, cellolignin, cultivation, biopolymers, biocomposite, biocontainers.