"Зеленая" технология переработки древесных отходов позволит экологически безопасно получать наноцеллюлозу, ванилин и другие ценные химические продукты

"Зеленая" технология переработки древесных отходов позволит экологически безопасно получать наноцеллюлозу, ванилин и другие ценные химические продукты

При переработке древесины образуется огромное количество отходов: стружек, опилок и других непригодных к дальнейшему применению древесных остатков. Существующие промышленные процессы переработки древесных отходов с получением моносахаров, этанола, фурфурола проводятся при высоких температуре и давлении с использованием экологически опасных коррозионно-активных реагентов, причем лигнин остается в качестве неиспользуемого отхода.

Коллектив ученых ФИЦ "Красноярский научный центр СО РАН" совместно с исследователем из Франции разработал экологически безопасные каталитические методы переработки древесины лиственницы с получением микрокристаллической, микрофибриллированной и нанокристаллической целлюлоз, ванилина, левулиновой кислоты и моносахаров. При этом используются нетоксичные реагенты: вода, пероксид водорода, кислород и уксусная кислота. Разработанные процессы позволяют расширить ассортимент продуктов, получаемых из древесины лиственницы, сокращают количество технологических стадий, и повышают экологическую безопасность переработки древесины по сравнению с традиционными технологиями.

В основе методов - два основных процесса. При перекисном окислении древесины лиственницы в среде "вода - уксусная кислота" в присутствии соли молибдена в качестве катализатора получают микрокристаллическую, микрофибриллированную и нанокристаллическую целлюлозы, моносахара и смеси алифатических и ароматических кислот. При окислении древесины кислородом в водно-щелочной среде в присутствии катализатора гидроксида меди получают ванилин и целлюлозу, которую затем превращают в левулиновую кислоту путем кислотно-каталитического гидролиза.

"Используя разработанные процессы каталитического окисления древесины, можно осуществить комплексную переработку всех основных компонентов древесной биомассы в ценные химические продукты. При этом себестоимость получения целевых продуктов ванилина и наноцеллюлоз можно снизить, если одновременно выделять из древесины лиственницы биологически активные вещества с высокой добавленной стоимостью - дигидрокверцетин и арабиногалактан", - рассказал доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией химии природного органического сырья Института химии и химической технологии СО РАН Борис Кузнецов.

Ученый также отметил, что использование новых альтернативных способов глубокой переработки древесины позволит выпускать продукцию с учетом текущих потребностей рынка. Микрокристаллическая, микрофибриллированная и нанокристаллическая целлюлоза, ванилин, дигидрокверцетин, арабиногалактан, моносахара и органические кислоты, которые получаются новыми методами из древесины лиственницы, востребованы в медицине, химической, фармацевтической, пищевой, косметической и парфюмерной промышленности, при производстве сорбентов и композитных материалов.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (№ 16-13-10326).