Физико-химические закономерности делигнификации лиственной и хвойной древесины при озонировании

Abstract

Представлены результаты сравнительного изучения эффективности использования озона для делигнификации лиственной (осина) и хвойной (сосна) древесины. Физико-химические свойства лигноцеллюлозных материалов (ЛЦМ), полученных при озонировании древесины, исследованы с помощью методов ИК-спектроскопии и термического анализа. Определено содержание лигнина в ЛЦМ. Показано, что делигнификация древесины сопровождается разрушением гемицеллюлоз. С использованием ВЭЖХ определен состав продуктов озонирования. Установлено, что деструкция лигнина осуществляется как за счет реакций с участием молекулярного озона (озонолиза), так и свободно-радикальных процессов. Оптимальный расход озона в процессах делигнификации древесины соответствует ~2 моль О₃/моль фенилпропановой единицы (ФПЕ) лигнина. Установлено, что по сравнению с осиной эффективность делигнификации сосны ниже, что может быть связано с различием пористой структуры лиственной и хвойной древесны. Показано, что предварительная обработка озоном приводит к значительному возрастанию выхода восстанавливающих сахаров в реакциях ферментативного гидролиза древесных субстратов. Сделан вывод о том, что при использовании метода делигнификации озоном в процессах получения сахаров при ферментативном гидролизе лиственная древесина как сырье более перспективна, чем хвойная.