ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидролиз полисахаридов древесины из "Химическая переработка углеводов, жиров и белков в промышленности" Гидролизом называются реакции разложения веществ, происходящие с участием воды и сопровождающиеся образованием новых веществ путем присоединения элементов воды к частицам, получившимся при распаде молекулы исходного вещества. [c.97] Под термином гидролиз древесины понимают процессы превращения содержащихся в древесине полисахаридов — в основном целлюлозы и гемицеллюлоз — в моносахариды, среди которых преобладает глюкоза . [c.97] Получившиеся в результате гидролиза сахаристые вещества обычно не используются как таковые, а чаще всего сбраживаются далее на спирт, и конечной целью гидролизного производства является, таким образом, получение этилового спирта. [c.97] Реакция распада полисахаридов на моносахариды была впервые осуществлена в 1811 году адъюнктом Петербургской академии наук 1Константином Кирхгофом, который получил глюкозу действием на крахмал разбавленными минеральными кислотами при нагревании. [c.97] Гидролиз целлюлозы был осуществлен впервые в 1819—1822 годах почти одновременно французским ученым Браконно и русским ученым Н. Фогелем. [c.97] Развитие и промышленное осуществление этих интересных в практическом отношении процессов задерживалось теми обстоятельствами, что требовались большие количества кислоты и наличие устойчивой к кислотам аппаратуры. Первые полузавод-ские установки появились только в самом конце XIX века — в 1898 году в Германии (по проекту шведского химика Э. Симон-сена) и в 1899 году в Архангельске (по проекту русского химика О. К. Гиллера-Бомбина) в 1905 — 1913 годах были построены небольшие заводы в Германии и США. [c.98] В развитии этой новой отрасли промышленности главную роль сыграли работы русских ученых и инженеров, которым принадлежит приоритет в теоретическом обосновании главнейших химических процессов и в разработке промышленных методов гидролиза. Однако результаты этих работ не были использованы в условиях царской России. Несмотря на огромные лесные богатства, гидролизной и сульфитно-спиртовой промышленности в царской России не существовало. В лесной промышленности хищнически хозяйничали иностранные фирмы. [c.98] После Октябрьской революции лесное хозяйство в нашей стране впервые в мире было построено на научных началах. Начиная с 1933—1934 годов гидролиз древесины получает в Советском Союзе широкое развитие. [c.98] Первый гидролизный завод вступил в строй в Ленинграде в конце 1935 года. В дальнейшем были построены гидролизные заводы в Архангельске, Бобруйске, Сталинграде, Красноярске, Фергане (последний для переработки хлопковой шелухи) и других городах. [c.98] Советская гидролизная промышленность по своей мощности и совершенству технологии занимает первое место в мире. Она располагает богатой сырьевой базой и имеет широкие перспективы для своего развития. Развитие ее обеспечивает страну огромными количествами этилового спирта за счет использования непищевого сырья. [c.98] Полисахариды приобретают прочную гидратную оболочку, которая способствует переходу их макромолекул в растворимое состояние. Образование этих гидратов, особенно при низкой температуре, не сопровождается заметным гидролизом целлюлоза легко может быть выделена из этих гидратов в свободном виде (например, при выливании раствора в воду). 1Кроме того, исходные полисахариды и продукты гидролиза дают с минеральными кислотами сложные эфиры, способные легко разлагаться водой с образованием моносахаридов. [c.99] Процессы гидратации и этерификации не являются последовательно идущими процессами, поэтому растворы полисахаридов в концентрированных кислотах представляют собой смеси углеводов различной сложности и продуктов различной степени этерификации этих углеводов. [c.99] Серная кислота начинает растворять целлюлозу при концентрации около 62%. С повышением концентрации кислоты скорость растворения увеличивается. В 100 жл 71-процентной серной кислоты при 15° растворяется 42 г целлюлозы, при 25°—48 г и при 35°— 53 м целлюлозы. В растворе содержатся декстрины и олигосахариды Безводная серная кислота почти мгновенно растворяет целлюлозу, обугливая ее. [c.99] Действие разбавленных кислот на целлюлозу заключается в том, что под каталитическим влиянием ионов водорода от макромолекулы целлюлозы отщепляются цепочки менее сложных полисахаридов, которые постепенно гидролизуются в моносахариды. [c.99] Для гидролиза разбавленными кислотами необходимо работать при повышенных температурах, так как до температуры 160° целлюлоза гидролизуется очень медленно удовлетворительная скорость достигается лишь при температурах около 180°. Чтобы нагревать водные растворы кислот до указанной температуры, необходимо применять повышенное давление. [c.99] Из целлюлозы получается глюкоза, из маннана — манноза, из галактана — галактоза, из ксилана — ксилоза и т. д. [c.99] На самом деле процесс протекает гораздо сложнее с образованием различных промежуточных продуктов — целлюлозодекстри-нов и олигосахаридов. [c.100] При гидролизе полисахаридов разрываются связи между отдельными остатками глюкозы по кислородным мостикам и у одной из вновь образовавшихся молекул появляется группа —НОН (способная при изомеризации давать альдегидную группу), а у другой гидроксил. [c.100] Фурфурол И ш-оксиметилфурфурол, разлагаясь, дают кислоты и гуминовые вещества — темно окрашенные, нерастворимые в воде вещества сложного строения. [c.101] Другие составные части древесины лигнин, пектиновые вещества, смолы и белковые вещества — дают в условиях гидролиза различные продукты некоторые из них утилизируются. Так, например, за счет отщепления метоксильных (— ОСНз) групп от лигнина образуется метиловый спирт. Лигнин служит также источником образования некоторых альдегидов и кислот (муравьиной, уксусной и др.). [c.101] Вернуться к основной статье