Получение ценных компонентов топлив и продуктов для нефтехимии из растительного сырья осложнено его комплексной структурой. Для уменьшения энергозатрат и увеличения выхода целевых продуктов используют предобработку биомассы, во время которой происходит (частичное) удаление лигнина и гемицеллюлоз. Применение радиационного облучения вызывает разрушение межмолекулярных и внутримолекулярных связей в структуре лигноцеллюлозного сырья, что приводит к уменьшению степени кристалличности и увеличению площади доступной поверхности. Предобработка ионными жидкостями способствует отделению лигнина и гемицеллюлоз от целлюлозы, которая, растворяясь, приобретает аморфную структуру. Полученный субстрат обладает большой площадью доступной поверхности, однако при высыхании теряет это качество. Определение степени кристалличности по дифракции рентгеновских лучей и площади доступной поверхности и размера пор с помощью адсорбционных методов позволяет судить об эффективности проведенной предобработки. Использование газоадсорбционных методов требует высушивания образцов, что нивелирует результаты многих видов предобработки. Применение жидкофазных адсорбционных методов, основанных на сравнении концентрации веществ в исходном растворе и после установления равновесия с поверхностью субстрата, позволяет более точно определять площадь доступной поверхности и размер пор. Применение жидкофазных методов не требует какой-либо подготовки образцов перед анализом, в отличие от газоадсорбционных методов. При сравнении результатов газоадсорбционного анализа по методу Брунауэра-Эммета-Теллера и жидкофазной адсорбции глюкозы на поверхности образцов лигноцеллюлозного сырья было найдено, что после предобработки ионными жидкостями площадь доступной поверхности увеличилась на 300-400 %, а объем пор возрос на 450-1700 %.
лигноцеллюлозное сырье, БЭТ, жидкофазная адсорбция, ионные жидкости, предобработка.
1. Klass, D.L. Biomass for renewable energy, fuels, and chemicals [Text] / D.L. Klass. – Academic press, 1998.
2. Кузнецов, Б.Н. Растительная биомасса альтернативное сырьё для малотоннажного органического синтеза [Текст] / Б.Н. Кузнецов // Рос.хим. журнал (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). – 2003. – Т. XLVII. – 6. 3.
3. Цодиков, М.В. Каталитическое превращение целлюлозы в углеводородные топливные компоненты [Текст] / М.В. Цодиков, М.В. Чудакова, А.В. Чистяков, Ю.В. Максимов // Нефтехимия. – 2013. – Т. 53. – № 6. – С. 414.
4. Zhao, X. Biomass recalcitrance. Part I: the chemical compositions and physical structures affecting the enzymatic hydrolysis of lignocellulose [Text] / X. Zhao, L. Zhang, D.Liu // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. – 2012. – Vol. 6. – №. 4. – pp. 465-482.
5. Kumar, P. Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production [Text] / P. Kumar, [et al.] // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2009. – Vol. 48. – №. 8. – pp. 3713-3729.
6. Thygesen, A. On the determination of crystallinity and cellulose content in plant fibres [Text] / A. Thygesen, [et al.] // Cellulose. – 2005. – Vol. 12. – №. 6. – pp. 563-576.
7. Gama, F.M. Cellulose morphology and enzymatic reactivity: a modified solute exclusion technique [Text] / F.M. Gama, J.A. Teixeira, M. Mota // Biotechnology and bioengineering. – 1994. – Vol. 43. – №. 5. – pp. 381-387.
8. Kongdee, A. The influence of wet/dry treatment on pore structure-the correlation of pore parameters, water retention and moisture regain values [Text] / A. Kongdee, [et al.] // Carbohydrate polymers. – 2004. – Vol. 57. – №. 1. – pp. 39-44.
9. Neuman, R.P. Solute exclusion from cellulose in packed columns: experimental investigation and pore volume measurements [Text] / R.P. Neuman, L.P. Walker // Biotechnology and bioengineering. – 1992. – Vol. 40. – №. 2. – pp. 218-225.
10. Масютин, Я.А. Синтез ионных жидкостей на основе катионов 1,3-диалкилимидазолия и тетраалкиламмония для проведения предобработки лигноцеллюлозного сырья с целью увеличения его гидролизуемости [Текст] / Я.А. Масютин, А.В. Голышкин, А.А. Новиков, В.А. Винокуров // Лесотехнический журнал. – 2013. – №4 - C. 107-114.
