#целлюлоза

Целлюлоза после химической обработки используется в различных областях: автомобильной, кожевенной, косметической промышленности, изготовлении лаков, краски, эмали и грунтовки. Для этих целей традиционно использовали хлопковую и древесную «мягкую» (с низким содержанием лигнина) целлюлозу. Но производить первую невыгодно, а вторую прекратили изготавливать еще во времена распада СССР, поэтому теперь привозят из-за границы. Сегодня в нашей стране активно изготавливают древесную «жесткую» целлюлозу для бумаги и картона. Ученые Пермского Политеха предложили способ обработки, после которой такое сырье можно будет применять и в химическом производстве. Это поможет решить проблему импортозамещения.

Целлюлоза — основной компонент производства бумаги и картона, но сфера ее применения этим не ограничивается. Из нее делают вискозные и шелковые нити, высокопрочные волокна, целлофановые пленки, пластмассы, лаки, бездымный порох и многое другое. Для этих целей используют около семи процентов вырабатываемой в мире целлюлозы. Ее производство требует тщательной механической и химической переработки древесины. Для этого используется сложное и дорогостоящее технологическое оборудование. Важно, чтобы предприятия применяли самые современные и эффективные технологии, которые позволят сэкономить энергию и сырье, а также значительно уменьшить загрязнение сточных вод, особенно от отбелки целлюлозы. Ученые Пермского Политеха разработали улучшенную схему этого процесса, которая позволяет получить беленую и облагороженную целлюлозу (для химической переработки) высокого качества белизной не менее 90 процентов с меньшим экологическим следом.

Для производства бумаги и картона используется целлюлоза — волокнистый материал, который получают путем химической обработки древесины. После ее изготовления образуются жидкие отходы — сульфитные щелока, состоящие в основном из высокомолекулярных химических соединений. Их переработка — сложная технологическая и экологическая проблема, поскольку при попадании в природные водоемы они усиливают их зарастание. Поэтому перед сбросом туда их нужно сначала нейтрализовать — отправить на специальные очистные сооружения. Проблема в том, что основной компонент сульфитных щелоков — лигносульфонаты, то есть вещества, сброс которых в очистное оборудование приводит к нарушению их работы и, как следствие, плохой очистке отходов. Для того, чтобы этого избежать, ученые Пермского Политеха разработали способ разрушения лигносульфонатов, что позволит уменьшить нагрузку на очистные сооружения на 70-80 процентов.

По всему миру для упаковки целого спектра жидких и пастообразных продуктов применяют упаковочные материалы Тетра-Пак — это привычные «картонные» коробочки, например, для сока и молока. В своем составе, помимо целлюлозного волокна, они содержат полиэтилен и алюминий, из-за чего сдавать их в макулатуру с обычной бумагой и газетами нельзя. Состав и многослойность такого материала делают его переработку сложным и дорогим процессом. Отходы производства и потребления упаковки разделяют на компоненты, которые утилизируют по отдельности, то есть подвергают рециклингу. Ученые Пермского Политеха нашли способ переработки картонной части упаковки Тетра-Пак с получением из нее порошковой целлюлозы. Такой подход позволит расширить область вторичного применения упаковочного материала во многих отраслях промышленности.

Что общего у колбасы и бумаги? Ответ: целлюлоза — органическое соединение и углевод, получаемый преимущественно из древесины. Ученые Пермского Политеха рассказали о необычных способах применения этого полисахарида и объяснили, как он помогает работе кишечника, зачем нужен в хлебе и консервах, как отличить целлофан от полиэтилена (да, это разные вещи), чем хороши изделия из вискозы и может ли биотопливо из древесины составить конкуренцию бензину.

Россия занимает второе место в мире по запасам древесины, что составляет 20 процентов всего мирового леса. Древесина служит сырьем для более двадцати тысяч продуктов и изделий и может перерабатываться механическими, химическими и химико-механическими способами. Однако в последние 10-20 лет значительная часть территории нашей страны пострадала из-за пожаров и незаконной вырубки деревьев. Такое нерациональное отношение к лесным запасам грозит экологическими потерями. Один из путей решения проблемы — максимально полная переработка всей биомассы дерева. Ученые Пермского Политеха разработали метод эффективной утилизации древесных отходов целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих предприятий с получением целлюлозы высокого выхода. Это сократит негативное воздействие на экологию, снизит расходы лесных ресурсов и уменьшит пожароопасность таких производств.

Ученые ПНИПУ разработали оригинальную технологию получения древесной целлюлозы с применением для отбелки трех окислительных реагентов — пероксида водорода, хлорита натрия и гипохлорита натрия.

Бумагу и картон производят из целлюлозы. Но это далеко не единственная область ее применения. Один из ее видов, порошковая целлюлоза, применяется в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности. С ее помощью, например, создают лакокрасочные материалы, моющие средства, стиральные порошки, некоторые виды лекарств, и даже скафандры космонавтов. Такая целлюлоза отличается химической чистотой и стойкостью, а ее форма значительно расширяет сферу применения. Спрос постоянно растет, но в России и сырье для производства, и сама порошковая целлюлоза — импортируемые продукты. Студентка Пермского Политеха нашла новое растительное сырье для ее изготовления.

Американские биоинженеры описали новый метод переработки листьев агавы, позволяющий получить натуральный материал с высокой абсорбирующей способностью. Ученые предложили использовать его для производства предметов женской гигиены, таких как одноразовые прокладки.

Ученые УрФУ совместно с коллегами из Египта синтезировали адсорбент для очистки сточных вод от метиленового синего красителя, который широко используется в текстильной, пластмассовой, бумажной промышленности. Эффективность адсорбента доказали в ходе испытаний — он нейтрализует до 99,14 процентов промышленного красителя. Это очень высокий показатель, так как эффективность большинства аналогов составляет в лучшем случае 90 процентов.

Целлюлоза служит основой не только для производства бумаги, но и различной химической продукции: вискозного шелка, лаков, красок, пороха. При ее изготовлении сырье необходимо очистить от примесей и отбелить. Ученые Пермского Политеха разработали метод, при котором решить эти задачи можно путем замены импортного хлопкового сырья отечественной древесиной, а отбелку древесной целлюлозы провести с помощью пероксида водорода. Такая технология не только экономичнее, но и экологичнее аналогов.

Производство бумаги и картона по-прежнему остается одной из крупнейших отраслей промышленности, однако технологии получения сырья более высокого качества постоянно усложняются и дорожают. Ученые Пермского Политеха получили волокнистый полуфабрикат (полуцеллюлозу) из древесных отходов. Возможность применения полученного материала для производства бумаги и картона проверена на производстве. Технология переработки способствует улучшению экономических и экологических показателей работы предприятия при сокращении ущерба окружающей среде за счет сохранения лесных ресурсов страны.

В последнее время порошковая микрокристаллическая целлюлоза благодаря своим уникальным свойствам широко применяется в различных отраслях промышленности, например, в качестве текстуризатора, средства против слеживания, заменителя жира, эмульгатора, наполнителя. Наиболее распространенная форма используется в витаминных добавках или таблетках. Традиционное сырье для производства порошковой целлюлозы — хлопковая и древесная целлюлоза для химической переработки. Но сегодня оба этих вида целлюлозы в нашей стране не производятся. Кроме того, возникают трудности с приобретением исходного волокнистого сырья. Ученые Пермского Политеха нашли способ получения порошковой целлюлозы из небеленой древесной сульфитной, предназначенной для бумажного производства. Технология решит вопрос импортозамещения — хлопковое сырье заменят более экологически чистым и экономически выгодным отечественным древесным.

Древесная целлюлоза для химической переработки по своим свойствам существенно отличается от бумажной, из нее невозможно получить бумагу и картон. Целлюлозу для химической переработки используют в производстве пороха, вискозного и ацетатного шелка, кино- и фотопленки, пластмассы. Возрастающие требования к качеству сырья и экологичности всех производственных процессов вызывают необходимость постоянного совершенствования технологий отбелки целлюлозы. Именно этот этап производства связан с образованием высокозагрязненных сточных вод. Ученые Пермского Политеха предложили оригинальную технологию с использованием более экологичных реагентов для отбелки целлюлозы. Она позволит предотвратить образование и попадание токсичных соединений — диоксинов и дибензофуранов — в готовую продукцию и окружающую среду. Эти вещества не только токсичны, но и обладают канцерогенными и мутагенными свойствами. В этом их основная опасность. Внедрение новой технологии поможет решить вопрос импортозамещения и позволит заменить хлопковое сырье на более экологичную и экономичную отечественную древесину.

Для производства целлюлозы, бумаги или картона используют большое количество воды, а в результате технологических процессов образуются токсичные стоки. Они могут привести к нарушению работы очистных сооружений и ухудшить качество воды. Ученые Пермского Политеха предложили технологию, которая поможет очистить ее более эффективно, чем другие способы. Разработка позволит использовать для этого меньшую дозу реагентов и сэкономить средства предприятий. Метод впервые применили для очистки воды в сфере целлюлозно-бумажной промышленности.

На новом гипоаллергенном материале можно печатать с помощью обычного принтера, а потом стереть изображение для повторного использования.

Ученые из Великобритании предложили технологию производства глиттера — декоративных блесток — из целлюлозы, которая не загрязняет окружающую среду микропластиком.

Ученые предложили метод, с помощью которого древесина становится в 23 раза тверже, а нож, сделанный из такого материала, почти в три раза острее, чем столовый нож из нержавеющей стали.

На одном целлюлозно-бумажном производстве образуется около 50 тысяч тонн жидких отходов в день. Очистные сооружения не всегда справляются с такими объемами, и трудноразлагаемые отходы загрязняют водоемы, нарушая пищевые цепочки. Ученые Пермского Политеха разработали экологически чистую технологию, которая позволит «улучшить» с их помощью строительные материалы. Отходы помогут повысить прочность и теплоизоляционные свойства цемента.

Биотехнологи Пермского Политеха придумали, как увеличить плодородность почвы с помощью отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Главными ингредиентами нового удобрения стали кора, природный полимер, опил и осадки сточных вод. Пока в России нет аналогов этой технологии: по словам ученых, кору сейчас не перерабатывают в промышленных объемах.