Научные основы ферментативной конверсии целлюлозы хлопкового волокна

Размещено на http://www.allbest.ru/

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Научные основы ферментативной конверсии целлюлозы хлопкового волокна

МУРАТОВ Гайрат Азатович

ТАШКЕНТ - 2010

Работа выполнена на кафедре «Биотехнологии и микробиологии» биолого-почвенного факультета Национального университета Узбекистана имени М. Улугбека, а также в лаборатории «Суперкритические флюиды» кафедры «Биохимической инженерии и биотехнологии» факультета Инженерии университета Аджоу, Южная Корея.

Научный консультант: Доктор биологических наук, профессор Рахимов Мирзаатхам Мирзахакимович

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, академик

Мусаев Джура Азимбаевич

Доктор биологических наук, профессор

Ахмедова Захро Рахматовна

Доктор биологических наук, профессор

Рахманкулов Саидакбар Рахманкулович

Ведущая организация: Институт биоорганической химии АН РУз

Защита состоится «___»________________ 2010 г. в ___ часов на заседании Специализированного Совета Д 015.02.01 по присуждению учёной степени доктора биологических наук при Институте микробиологии АН РУз по адресу:

100128, г. Ташкент, ул. Абдулла Кадыри, д. 7 Б., факс: (998-712) 244-25-82, Тел. (998-71) 244-25-19

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии АН РУз

Автореферат разослан «____»________________ 2010 г.

Учёный секретарь

Специализированного Совета,

кандидат биологических наук С.М.Насметова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность проблемы. Целлюлоза возглавляет список мировых возобновляемых ресурсов, мировая продукция которой в природе составляет миллиарды тонн ежегодно. Использование человечеством этих ресурсов приводит к накоплению очень больших количеств целлюлозосодержащих отходов, что ухудшает экологическую обстановку и приводит к потере потенциально ценных ресурсов. Используя современные биотехнологические методы возможно преобразование этих отходов в сахара, спирты, кислоты, газ, пищевые белки и др., что внесёт существенный вклад в развитие науки по пути решения проблем переработки отходов и сохранения экологической чистоты нашей природы. Конверсия целлюлозы в низкомолекулярные вещества может быть осуществлена с помощью физико-химических или биологических методов. Недостатком физико-химических методов является большая энерго- и материалоёмкость, а также довольно жёсткие условия реакции, которые приводят к частичному разложению образующихся низкомолекулярных веществ и загрязнению их примесями. Следовательно, оптимальным во многих отношениях является ферментативный гидролиз (ФГ) целлюлозосодержащего сырья, проводящийся в гораздо более мягких условиях, чем другие методы гидролиза, и получаемые вещества значительно в меньшей степени загрязнены побочными продуктами. Так, например, глюкозный сироп, получаемый в результате ФГ целлюлозы, можно использовать для многих целей без дальнейшей очистки. Поэтому понятен интерес к ФГ целлюлозы, проявляемый практически во всех развитых странах мира.

Большое количество целлюлозосодержащих отходов имеется и в сельском хозяйстве республики, особенно в хлопководстве. Ценными целлюлозосодержащими отходами хлопководства и переработки хлопка-сырца являются такие, как: хлопковый линт, делинт, хлопковый пух, гузапая, створки коробочек, бумажные отходы, пухоотходы масложиркомбинатов и др. Количество их исчисляется миллионами тонн. Они могли бы быть переработаны и использованы для производства полезных продуктов. Однако известно, что из-за высокого содержания лигнина в составе этих отходов, высокой её кристалличности и низкой реакционной способности целлюлоза остаётся трудногидролизуемой. Поэтому, при постановке вопроса о биоконверсии целлюлозосодержащих отходов, проблема прежде всего упирается в преодоление этих факторов. Для промышленной утилизации целлюлозосодержащих отходов важными остаются исследования, направленные на разработку новых способов повышения реакционной способности, где не последнюю роль играет их предварительная обработка, приводящая к аморфизации целлюлозы, так как она решающим образом сказывается на рентабельности и эффективности ферментативного гидролиза. В отечественной и зарубежной литературе широко описаны различные методы предобработки целлюлозосодержащего сырья. Процессы же предобработки, однако, требуют дополнительных материало-, энергозатрат и специального (устойчивого к агрессивным средам) оборудования. С другой стороны, изучение закономерностей осуществления процесса ФГ целлюлозосодержащего сырья будет способствовать созданию эффективной биотехнологии их ферментативной переработки, в том числе, и хлопковой целлюлозы. Несмотря на важность проблемы, в мировой литературе отсутствуют сведения, касающиеся ферментативной гидролизуемости целлюлозы развивающегося хлопкового волокна. Следует отметить, что именно в данной целлюлозе отсутствует лигнин, а также «плавно» увеличивается кристалличность целлюлозы, формируясь в процессе биосинтеза в природе. Поэтому использование целлюлозы развивающегося хлопкового волокна в качестве субстрата при ферментативной конверсии является очень удобным объектом для выявления всевозможных закономерностей, протекающих при проведении процесса биоконверсии целлюлозы. В данной работе изучены все нюансы, связанные с проведением ферментативного гидролиза, учитывая «субстрат-факторы», «фермент-факторы», «процесс-факторы» и др., целлюлозы развивающегося хлопкового волокна. На основе анализа многочисленных экспериментальных данных, для создания технологии и оптимизации процесса биоконверсии целлюлозы, предлагается новый вид отходов многотоннажного целлюлозосодержащего сырья, который не требует предварительной декристаллизации целлюлозы и не подлежит удалению из неё лигнина. Следовательно, результаты исследований поднимаемых проблем в настоящей работе, имея фундаментальный характер, открывают новый путь к решению многих вопросов, связанных с разработкой и созданием технологии биоконверсии целлюлозосодержащих отходов.

Степень изученности проблемы. Научные исследования, посвященные поиску путей биотехнологической переработки целлюлозосодержащих отходов (древесная целлюлоза; хлопковая целлюлоза; целлюлоза соломы, гузапаи, рисовой лузги, бумажных, промышленных или городских отходов и др.) в низкомолекулярные продукты, активно проводились на протяжении последних десятилетий почти во всём мире. Изучались влияние состава, структуры и других факторов различных по происхождению целлюлозосодержащих субстратов на процесс ФГ целлюлозы. Однако, до сих пор ни в одной стране так и не был реализован промышленный процесс ферментативного гидролиза целлюлозы ввиду целого ряда причин, отмеченных в описании актуальности проблемы. В то же время поиск новых источников возобновляемой энергии, биотоплива, получения полезных продуктов на основе всевозможных отходов, с учётом экологических аспектов, приобретают всё большую значимость. Хлопковая целлюлоза является недостаточно изученным целлюлозосодержащим субстратом и потенциальным источником получения низкомолекулярных сахаров, которые легко могут быть далее конвертированы в биоэтанол - биотопливо на основе продуктов растительного происхождения.

Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР. Настоящая работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы кафедры «Биотехнология и микробиология» биолого-почвенного факультета НУУз им. М. Улугбека на тему: «Разработка теории и практики гетерогенного ферментативного катализа», а также гранта ОТ-ФЗ-149 «Закономерности действия целлюлолитического комплекса на хлопковую целлюлозу в зависимости от природы субстрата» (2007-2011 гг.) Центра по науке и технологиям при Кабинете Министров РУз.

Цель исследования. Целью настоящей работы являлось научное обоснование основ оптимизации процесса ферментативной конверсии целлюлозы хлопкового волокна, изучение стадий и закономерностей ферментативного гидролиза, а также определения общих и отличительных особенностей динамики выхода продуктов гидролиза в зависимости от различных факторов.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: 1) сравнительно изучить биоконверсию целлюлозы хлопкового волокна в двух различных условиях (в атмосферном и суперкритическом давлениях СО₂); 2) провести сравнительную оценку ферментативной гидролизуемости целлюлозы хлопкового волокна различных сортов и гибридов в зависимости от их видового происхождения (G. hirsutum L., G. barbadense L. и G. arboreum L.); 3) исследовать влияние возраста и местоположения волокон на различных плодовых ветвях растений на эффективность ферментативного гидролиза; 4) изучить влияние индивидуальных ферментных препаратов целлюлаз (из 5 использованных в работе) на выход продуктов гидролиза; 5) методами световой и электронной микроскопии выявить характер и механизм расщепления хлопковой целлюлозы и установить их взаимосвязь с эффективностью выхода продуктов гидролиза; 6) установить влияние конкретных факторов (субстрат-, фермент- и процесс-факторы) на процесс ферментативного гидролиза и выход продуктов; 7) подобрать оптимальные режимы ферментативной конверсии хлопковой целлюлозы при гидролизе; 8) исследовать возможность осуществления процесса одновременного осахаривания и ферментации хлопковой целлюлозы в этанол; 9) на основе полученных результатов разработать и рекомендовать принципиальную технологическую схему получения продуктов гидролиза.

Объект исследования. Целлюлоза волокна различных видов хлопчатника: G. hirsutum L., G. barbadense L. и G. arboreum L.

Методы исследований. Ферментативный гидролиз, суперкритические флюиды, световая и электронная микроскопия, спектрофотометрия, газохроматография и математическая статистика.

Основные положения, выносимые на защиту:

· режим проведения процесса ферментативной конверсии целлюлозы незрелых волокон различных сортов и видов хлопчатника в зависимости от субстрат-, фермент- и процесс-факторов;

· установление характера и механизма расщепления целлюлозы хлопкового волокна при ФГ на надмолекулярном уровне;

· различия в абсолютном выходе продуктов гидролиза при ферментативной конверсии целлюлозы хлопковых волокон из различных плодовых ветвей;

· оценка преимущества применения метода суперкритического (СК) давления СО₂ в повышении эффективности ферментативной конверсии целлюлозы хлопкового волокна;

· корреляционная зависимость между эффективностью биоконверсии хлопковой целлюлозы при ФГ и степенью кристаллизации целлюлозы в процессе созревания волокон хлопчатника;

· условия осуществления процесса одновременного осахаривания и ферментации (ООФ) целлюлозы хлопкового волокна в биоэтанол;

· предложения нового источника сырья - («курак») в качестве природной нелигнифицированной и легкогидролизуемой формы целлюлозы - дешёвого, многотоннажного, потенциального сырья для биоконверсии в полезные продукты и сокращённой технологической схемы, исключающей стадию предварительной обработки сырья с целью его аморфизации.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые: целлюлазами различного происхождения (целловиридин, пектофоетидин, целлюлазы из Trichoderma viride, Trichoderma reesei, Aspergillus niger) выявлены сравнительные закономерности прохождения ферментативной конверсии целлюлозы разновозрастных хлопковых волокон 3 видов (G. hirsutum L., G. barbadense L. и G. arboreum L.), 8 сортов и 2 внутривидовых гибридов; определены общие и отличительные особенности динамики выхода продуктов гидролиза в зависимости от возраста, скороспелости и местоположения коробочек на растении, использованных целлюлазных ферментов, продолжительности гидролиза, а также от видовой принадлежности волокон хлопковой целлюлозы; выявлены различия в абсолютных показателях выходов ВС и глюкозы, а также степени конверсии при ФГ волокон хлопчатника из различных плодовых ветвей растений и причины их разнообразия; разработана и показана эффективность принципиально новой методики проведения процесса ФГ целлюлозы хлопкового волокна в условиях СК давления СО₂; привлечением различных методов световой и электронной микроскопии установлены механизм расщепления целлюлозы хлопковых волокон в процессе их ФГ на надмолекулярном уровне и особенности взаимосвязи между характером кристаллизации структуры волокон с выходами ВС и глюкозы.

Научная и практическая значимость результатов исследования. Экспериментально обоснованы и рекомендованы рациональные режимы проведения процесса ФГ целлюлозосодержащих отходов - сырья, позволяющие достичь максимальных выходов глюкозы, ВС и биоэтанола. В результате многолетних исследований впервые предлагается новый ранее неизученный вид целлюлозосодержащих аморфных и легкогидролизуемых отходов хлопководства - незрелые (20-40 дн.) волокна хлопчатника («курак»), которые согласно справке Узбекского НИИ селекции и семеноводства хлопчатника ежегодно остаются на полях в достаточном количестве, вследствие чего могут быть рассмотрены и рекомендованы в качестве дешёвого, ценного потенциального сырья для биоконверсии. Для производства биоэтанола с высокой степенью конверсии путём одновременного осахаривания и ферментации непосредственно из целлюлозы незрелых волокон (20-40 дневные) без предварительной обработки рекомендуется использовать целлюлазные ферменты из Trichoderma reesei совместно с дрожжами Saccharomyces cerevisae. Впервые разработан сокращённый вариант принципиальной технологической схемы получения глюкозы и биоэтанола из целлюлозы хлопковых незрелых коробочек (волокон) путём исключения стадии предварительной обработки субстратов перед ФГ, что позволит интенсифицировать технологию биоконверсии целлюлозосодержащих отходов (незрелые волокна хлопчатника). Основные результаты работы рекомендованы научным работникам по биохимии, микробиологии, биотехнологии и инженерно-техническим специалистам, занимающимися переработкой целлюлозо-содержащих отходов, а также преподавателям и студентам ВУЗов биологического и сельскохозяйственного профиля.

Реализация результатов. Результаты работы создают научную основу для разработки новых биотехнологических производств с использованием в качестве сырья ранее неизученного и неучтённого вида хлопковых отходов - незрелых хлопковых коробочек («курак»). Необходимые технические условия проведения процесса ФГ переданы технологам в НПП «Тегирмон» для разработки соответствующей опытно-промышленной установки по биоконверсии зелёных хлопковых коробочек.

Опубликована монография «Ферментативная конверсия хлопковой целлюлозы» (13 п.л.), материалы диссертации включены в программы и используются в учебном процессе на общих и спецкурсах кафедры «Биотехнология и микробиология» биолого-почвенного факультета НУУз им. Мирзо Улугбека: для магистров - «Современные проблемы биотехнологии», «Биотехнологические аспекты кругооборота органических веществ», а также для бакалавров - «Ферментная инженерия», «Биотехнология и экология микроорганизмов» и «Основы биотехнологии».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на: II-Республиканской Научной конференции молодых ученых и студентов, посвящённой 660-летию Амира Темура (Ташкент, 1996); III-Конференции биохимиков Узбекистана (Ташкент, 1996); Международной конференции в Андижанском Гос. университете «Влияние физико-химических факторов на метаболические процессы в организме» (Андижан, 1997); расширенных заседаниях кафедр «Биотехнология», «Низшие растения и микробиология» ТашГУ им. М.Улугбека (Ташкент, 1995-1998); Учёном Совете биолого-почвенного факультета ТашГУ им. М.Улугбека (Ташкент, 1998), Учёном Совете Института микробиологии АН РУз (Ташкент, 1998); Учёном Совете Института биоорганической химии им. А. С. Садыкова АН РУз (Ташкент, 1998); объединённом научном межлабораторном семинаре лабораторий молекулярной генетики хлопчатника, генной инженерии, биотехнологии растений и Учёном Совете Института Генетики и экспериментальной биологии растений АН РУз (Ташкент, 1998); Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2000» (Москва, 2000); заседаниях кафедры «Химической инженерии и биотехнологии» Университета Аджоу (Сувон, Южная Корея, 2001-2004); Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические основы и перспективы развития селекции и семеноводства хлопчатника» (Ташкент, 2002); «Второй Региональной конференции по развитию технологии энергии по пути к чистой окружающей среде» (Пхукет, Таиланд, 2003); заседании кафедры «Биотехнологии» Сеульского Национального Университета (Сеул, Южная Корея, 2003); научном семинаре в Университете Чунбук (Чунбук, Южная Корея, 2003); семинаре Корейского «Национального института по развитию международного образования» - NIIED (Сеул, Южная Корея, 2004); Международной научно-практической конференции «Современное состояние селекции и семеноводства хлопчатника, проблемы и пути их решения» (Ташкент, 2007); IV Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007); Международной научно-практической конференции «Научные и практические основы улучшения плодородия почв» (Ташкент, 2007); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы молекулярной биологии растений» (Ташкент, 2008); Международной научно-практической конференции, посвящённой 95-летию Саратовского Госагроуниверситета «Вавиловские чтения - 2008» (Саратов, 2008), Республиканской научной конференции «Проблемы современной микробиологии и биотехнологии» (Ташкент, 2009).

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии при формулировке и постановке целей и задач, обосновании способов их решения, планировании и проведении экспериментальных работ, анализе и обобщении результатов исследований, составлении на их основе заключения и выводов, написании монографии и статей.

Опубликованность результатов. По материалам диссертации опубликованы: монография «Ферментативная конверсия хлопковой целлюлозы» (13 печ. л.); 21 научная статья (журнальные) и 13 тезисов докладов в материалах зарубежных и отечественных конгрессов и конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 277 страницах и состоит из: введения, обзора литературы (1 глава), материалов и методов исследования (2 глава), результатов и их обсуждения (3-5 главы), заключения, выводов, списка использованной литературы и приложений; включает 13 схем, 54 таблицы и 29 рисунков. Библиография состоит из 309 работ, из которых 170 - на английском языке.

Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту, зав. кафедрой «Биотехнология и микробиология» НУУз им. Мирзо Улугбека, д.б.н., проф. Рахимову М.М. и заслуженному профессору университета Аджоу (г. Сувон, Южная Корея), доктору Ким Чуль за всемерное содействие и постоянное внимание к работе. Автор также считает своим долгом выразить признательность Корейскому «Национальному институту по развитию международного образования» - NIIED (Южная Корея) за финансовую и моральную поддержку, сотрудникам Узбекского НИИ селекции и семеноводства хлопчатника за содействие при выполнении основной части методической работы, коллегам по кафедре «Биотехнология и микробиология» НУУз, а также лаборатории «Суперкритические флюиды» факультета биохимической инженерии и биотехнологии ун-та Аджоу, оказавшим непосредственную помощь и содействие при выполнении настоящей работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Глава 1. Современное состояние и особенности биоконверсии целлюлозы и целлюлозосодержащих материалов

Данная глава состоит из 7 разделов. В разделах главы систематизированы сведения научно-исследовательских работ и научно-технических разработок, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе по современному состоянию и особенностям процесса ФГ целлюлозы, а также переработки целлюлозосодержащих отходов. Анализируются вопросы биосинтеза, изменения состава и структуры целлюлозы волокон хлопчатника в периоде его развития. Уделяется особое внимание механизмам действия ферментов целлюлазного комплекса на природную целлюлозу, а также факторам, влияющим на скорость и эффективность ФГ целлюлозы. Приводятся основные виды и запасы целлюлозосодержащих отходов хлопководства, производства и переработки хлопка-сырца Узбекистана, а также перспективы их использования. В заключении главы сформулирована и обоснована целесообразность проведения НИР по проблеме, поднимаемой в диссертационной работе.

Глава 2. Объекты и методы исследований

Глава состоит из 3 разделов, включает в себя объекты исследований и схему биоконверсии целлюлозы хлопкового волокна, использованные ферменты и реактивы, а также методику приготовления реактивов и методы исследований.

В качестве объекта исследований субстратов были волокна 8 районированных сортов, 2 внутривидовых гибридов и 3 видов хлопчатника (G. hirsutum L., G. barbadense L., G. arboreum L.). Исследованию подвергали разновозрастные волокна: сортов "Ташкент-6", "Омад" и "149-Ф" вида G. hirsutum L.; сортов "Каршинский-2", "Термез-31", «С-6037» и "Ашхабад-25" вида G. barbadense L.; сорт «С-7059» вида G. arboreum L., а также их внутривидовые гибриды F₁ (Ташкент-6 х 149-Ф) и F₁ (Каршинский-2 х Ашхабад-25), отличающиеся скороспелостью, хозяйственно-ценными признаками и качественными показателями волокна. Внутривидовые гибриды F₁ были использованы в качестве среднеспелых образцов. Полевые опыты (посев, отбор проб материалов и их фиксация) проводили на участках экспериментального хозяйства, а также в теплице с искусственным климатом "Фитотрон" Узбекского НИИ селекции и семеноводства хлопчатника.

Для ФГ вышеуказанных субстратов использовали следующие целлюлазные комплексы: а) целловиридин ГЗХ (Trichoderma viride) с активностью 83 ед/г по С₁-активности (паспортные данные), 65 ед/г по эндоглюканазе и 1 ед/г по целлобиазе и пектофоетидин ГЗХ (Aspergillus foetidus) - с пектолитической активностью 90ед ПкС/г (паспортные данные) и 37ед/г по целлобиазе производства Приволжского биохимического завода (Россия); б) целлюлазные ферменты из Trichoderma viride (6.9 ед/мг), Trichoderma reesei (10.4 ед/мг) и Aspergillus niger (1.18 ед/мг) производства компании Sigma Chemical Co. (США). Согласно паспортным данным компании одна единица освобождают 1.0 Mмоль глюкозы из целлюлозы за один час при pH 5.0 и 37^oC. Для процесса одновременного осахаривания и ферментации в этанол использовался коммерческий ферментный препарат Spezyme CP (Genencor International Co.), а также «пекарские дрожжи» («Baker yeasts») Saccharomyces cerevisiae (Type I, Sigma Chemical Co., USA).

Для регистрации продуктов ФГ в качестве аналитических реагентов использовали следующие ферменты и реактивы: а) глюкозооксидаза лиофилизованная, производства Львовского предприятия по производству бактериальных препаратов с удельной активностью 74 тыс. ед/г; б) пероксидаза из хрена производства фирмы "Реанал" (Венгрия) с выходной активностью 350-400 тыс. ед/г; в) О-дианизидин марки "Ч", очищенный вакуумной возгонкой, производства Донецкого завода химических реактивов, а также фирмы Sigma Chemical Co.(USA); г) Д-глюкоза марки "ХЧ" производства фирмы "Реахим" и американской Sigma Chemical Co.

Измельчение субстрата - зелёных коробочек (смесь створок, волокон и семян) проводили на измельчающей упруго-деформационной установке научно-производственного предприятия «Тегирмон».

Ферментативную конверсию хлопковой целлюлозы осуществляли в атмосферных условиях и условиях суперкритического (СК) давления СО₂.

Определение общих ВС осуществляли с использованием модифицированного метода Шомоди-Нельсона [Клёсов и др., 1980]. Концентрацию глюкозы в растворе после ФГ определяли с помощью глюкозного анализатора (YSI 1500, США), а также с помощью глюкозооксидазно-пероксидазного метода [Берёзин и др., 1977]. Оптическую плотность определяли на спектрофотометрах "Shimadzu UV-1201" (Япония), "Spectromom" (Венгрия), "Specol UV VIS" (Германия) и СФ-26 (Россия) при длинах волны Д₆₂₀ - количество ВС и Д₄₆₀ - Д₄₈₀ - глюкозы.

Ферментация реакционной смеси была осуществлена с помощью дрожжей Saccharomyces cerevisiae (10 мг/мл) при температуре 35⁰С. Пробы отбирали после 2, 6, 12, 18, 24, 30, 36 часов инкубации. Концентрацию этанола определяли методом газовой хроматографии (газовый хроматограф HP 5890 Series II Plus, снабжённый интегратором Integrator HP 3396A и инжектором Injector HP 6890 Series производства США) используя 120/80 6.6% углеродно-восковую колонку. Использованные параметры настройки газового хроматографа: температура печи 250⁰С, температура инжектора (впрыска) 200⁰С и температура детектора 250⁰С. Контрольный раствор готовился использованием 5 g этанола с добавлением дистиллированной воды до 100 g. Концентрацию этанола считали на основе сравнения площадей пиков образцов и контроля [Ramos et al., 1994].

Содержание целлюлозы в разновозрастных волокнах (субстратах) определяли по стандартному методу Корея и Грея, видоизмененной Шаткиной [Шаткина, 1959]. Степень полимеризации (СП) целлюлозы определяли с помощью вискозиметра Освальда, растворяя её в реактиве Швейцера, как описано в работе [Бредихина, 1955]. Содержание кристаллитов определяли по предложенному способу [Усманов и др., 1974]. Технологические свойства исследованных волокон (метрический номер, разрывная нагрузка) были изучены в лаборатории технологии хлопкового волокна УзНИИССХ по методам, описанным в работе [Иванов и др., 1972]. Непрогидролизовавшиеся частицы и ассоциаты после ФГ изучали на световом микроскопе (марка МБИ-6, МБИ-3) при различных увеличениях. Характерные картины фотографировали с помощью микрофотонасадки МФН-12. Электронно-микроскопические исследования гидролизатов проводили на приборе "Тесла БС-613". Препараты готовили по методике [Киселев, 1965]. Математическую обработку полученных результатов проводили по методу [Доспехов, 1979].

Глава 3. Ферментативная конверсия целлюлозы хлопковых волокон в атмосферных условиях

Данная глава состоит из четырёх разделов, в которых описываются особенности ФГ целлюлозы разновозрастных волокон сортов Ташкент-6, 149-Ф (G. hirsutum L.) и их внутривидового гибрида F₁, а также сортов Каршинский-2, Ашхабад-25 (G. barbadense L.) и внутривидового гибрида F₁. Анализируются результаты биоконверсии волокон хлопчатника видов G. hirsutum L. и G. barbadense L., собранных из различных плодовых ветвей, а также целлюлозы из незрелых хлопковых коробочек.

Известно, что на эффективность гидролиза целлюлозосодержащих субстратов, наряду с их реакционной способностью, наибольшее влияние оказывают такие факторы, как: содержание целлюлозы, степень их кристалличности и полимеризации, а также технологические свойства волокон [Усманов и др., 1964; Тиунова, 1981; Клёсов и др., 1981; Рахимов и др., 1987]. В процессе биоконверсии хлопковой целлюлозы нами было уделено особое внимание выяснению роли отдельных факторов (скороспелость сортов, возраст волокон и продолжительность реакции ФГ) на динамику выходов ВС и глюкозы.

Из анализа полученных результатов установлено, что в начальной стадии ФГ с возрастом волокна для всех изученных сортов и видов хлопчатника, независимо от содержания целлюлозы и скороспелости сортов, а также гибридности выходы ВС и глюкозы относительно небольшие (табл. 1). До определенного периода развития выходы ВС и глюкозы увеличиваются, затем происходит небольшое падение, далее наблюдается увеличение выходов ВС и глюкозы, и новое их падение в период созревания, т.е. выходы ВС и глюкозы проходят через экстремум. Такая закономерность сохраняется как для скороспелых, так и для позднеспелых, а также для гибридных волокон. Однако «пики» увеличения и падения различаются количествами выходов ВС и глюкозы при ФГ. Сравнительный анализ полученных в работе результатов и данных, опубликованных в литературе, показал, что в начальной стадии содержание целлюлозы ещё небольшое и с увеличением возраста волокна до 25-30 дней увеличивается и количество целлюлозы, следовательно, будут выше и выходы ВС и глюкозы. Однако, несмотря на то, что содержание целлюлозы в волокнах 30-35 - дневного больше, чем в 25-дневном возрасте, выходы ВС и глюкозы несколько падают. Это связано со структурными особенностями молекулы целлюлозы волокна. Так, волокна 30-35 - дневного возраста уже приобретают слабую кристаллическую структуру [Муратов А. и др., 1983; 1989]. Учитывая, что кристаллическая целлюлоза меньше подвергается ФГ, естественно, можно предположить, что выходы ВС и глюкозы будут ниже. Дальнейшее увеличение выходов ВС и глюкозы с возрастом волокна (до 40 дней) объясняется тем, что при созревании волокон растущие цепи макромолекулы целлюлозы, вклиниваясь в отложившуюся целлюлозную цепь, разрыхляют её структуру [Муратов А. и др., 1973; 1985]. Начиная с 50-дневного возраста, наблюдается резкое падение выходов продуктов гидролиза, которое связано уже со структурным фактором - кристаллической структурой данных образцов. Это явление было характерно для всех изученных волокон сортов, видов и гибрида хлопчатника.

Полученные результаты также свидетельствуют, что выходы глюкозы в 2.5-3.5 раза ниже, чем количество ВС, выделяемых при ФГ хлопковой целлюлозы исследованных образцов соответствующего возраста и времени проведения гидролиза (табл. 1). Так, например, если выходы ВС при 48 часовом ФГ из целлюлозы волокон сортов и гибрида хлопчатника 30-дн. возраста составляли 10.0 (Ташкент-6); 11.8 (149-Ф) и 12.5 мг/мл у гибрида, то в идентичных условиях выходы глюкозы соответственно составляли 3.3; 3.5 и 4.0 мг/мл. Или же для волокон 40-дн. возраста, если выходы ВС составляли 10.0 (Ташкент-6); 10.9 (149-Ф) и 12.0 мг/мл (гибрид F₁); то в аналогичных условиях выходы глюкозы имели значения 3.4; 3.3 и 4.5 мг/мл соответственно. Аналогичная закономерность также наблюдается для целлюлозы волокон сортов вида G. barbadense L. Так, если выходы ВС 30-дневных волокон, при 48-часовом гидролизе, составляют 20.2 (Каршинский-2), 23.1 (Ашхабад-25) и 24.7 мг/мл (гибрид F₁), то для глюкозы эти показатели соответственно составляют 3.9; 4.5 и 4.8 мг/мл. Значение выхода глюкозы у скороспелого сорта несколько ниже, чем у позднеспелого сорта и

Таблица 1. Сравнительные выходы ВС и глюкозы (мг/мл) при ФГ целлюлозы хлопковых волокон сортов и гибридов хлопчатника видов G. hirsutum L. и G. barbadense L. от продолжительности реакции гидролиза, часы

гибрида F₁. В начальной же стадии процесса гидролиза (2 и 4 часа) существенного изменения в выходах глюкозы, независимо от сортности и гибридности, не обнаружено. Характерные сортовые и гибридные различия наблюдаются только после суточного ФГ.

Нами были вычислена степень конверсии хлопковой целлюлозы при ФГ. Установлено, что степень конверсии в ВС и глюкозу, независимо от возраста и времени проведения гидролиза, увеличивается. Но значения их зависят от разновидности сортов, возраста и продуктов, выделенных в процессе гидролиза. Так, если при 2 часовом гидролизе степень конверсии целлюлозы в ВС сорта Ташкент-6 колеблется в пределах от 0.8 (70 дней) до 3.5% (40 дней), то при 48 часовом гидролизе она составляет от 13.3 (70 дней) до 33.1% (20 дней). Для волокон вида и G. barbadense L. в начальный период гидролиза (за 2 часа), если степень конверсии в ВС для волокон Каршинский-2 составляет 0.8-7.6, а для волокон Ашхабад-25 - 0.8-10.3 %, то после 12 часового гидролиза она резко увеличиваясь, составляет значения: 11.4-40.8 и 13.3-50.1 % соответственно. После двухсуточного гидролиза эти значения увеличиваются до 23.5-61.8 и 27.0-81.0 %. Аналогичное повышение степени конверсии целлюлозы наблюдается и для глюкозы. Т.е. степень конверсии в более молодом возрасте, независимо от содержания целлюлозы, более высокая. Аналогичная закономерность обнаружена и для позднеспелых сортов. Степень превращения целлюлозы в глюкозу в 3-4 раза ниже, чем в ВС. Высокая степень конверсии целлюлозы в ВС и глюкозу соответствует 48 часовому гидролизу, и, самое главное, 20-40 дневному возрасту волокон. Т.е. они, имея в составе достаточно большое количество целлюлозы, ещё не были закристаллизованы.

Известно, что эффективность ФГ целлюлозосодержащих материалов, в том числе и хлопковой целлюлозы в значительной степени зависит от уровня кристалличности целлюлозных субстратов [Клесов и др., 1981; Синицын и др., 1986; Рахимов, 1997; Parsielga et al., 2000]. Кинетика биоконверсии целлюлозосодержащих материалов при ФГ, а также выходов продуктов гидролиза изучалась с помощью различных физико-химических методов (спектрофотометрия, калориметрия, электронная микроскопия и др.) исследования [Березин и др., 1977, Hoshino et al., 1993; 1994]. Одним из прямых методов исследования структуры (степени кристалличности) целлюлозных материалов является метод электронной микроскопии [Усманов и др., 1962, 1974; Муратов А. и др., 1983]. Следовательно, мы в работе провели последовательное электронно-микроскопическое изучение структурных организаций, выделенных из гидролизатов после ФГ хлопковой целлюлозы разновозрастных волокон хлопчатника. Некоторые результаты электронно-микроскопических исследований характера расщепления кристаллитов целюлозы волокон сорта 149-Ф, в период их развития, приведены на рис. 1.

Анализ характера расщеплённых кристаллитов и их ассоциатов показал, что в периоде вегетации хлопчатника со дня цветения до 25 дневного возраста количество целлюлозы небольшое и, несмотря на значительное

Рис. 1. Электронные микрофотографии гидролизатов целлюлозы хлопкового волокна сорта 149-Ф различной зрелости после ФГ. Увеличение 15000x.

содержание кристаллитов (табл. 2), в целлюлозе хлопковых волокон не произошло фибриллообразование. Поэтому ассиметричные частицы, характерные для кристаллической целлюлозы, не обнаруживаются. В процессе ФГ, в основном, выделяются масса бесформенных частиц и их скопления (рис. 1 а,б). По-видимому, они являются наиболее плотными (устойчивыми к ферментам) участками волокна. Этот период соответствует периоду роста волокна в длину [Муратов А. и др., 1983; 1985]. Поэтому выходы ВС и глюкозы, как видно, относительно небольшие (табл. 2). Возраст волокон 30-40 дней со дня цветения соответствует периоду интенсивного накопления целлюлозы. В данном этапе формирования волокна происходит отложение целлюлозы в виде фибриллярных образований во вторичной его стенке. При этом содержание кристаллитов значительно увеличивается (табл. 2). Изменяется характер упаковки структурных элементов (микрофибрилл, фибрилл и их слоёв), вследствие отложения новых "порций" целлюлозы, синтезирующихся в этот период. На картинах гидролизованных препаратов, наряду с бесформенными частицами, уже образуется довольно большое число ассиметрических частиц, характерных для кристаллической целлюлозы (рис. 1 в,д). Но плотность их упаковки, т.е. кристалличность, ещё не совсем совершенная, в то же время, содержание целлюлозы в них достаточно высокое (71.3 - 86.1%). Поэтому, в данном периоде развития выходы ВС и глюкозы имеют максимальные значения (табл. 2).

Таблица 2 Влияние кристаллитов целлюлозы хлопковых волокон сортов 149-Ф и Ашхабад-25 на выходы ВС и глюкозы при ФГ

Выходы	В о з р а с т в о л о к о н , д н и
	15	20	25	30	35	40	50	60	70
149-Ф
Кристаллиты, [%]	20.5	40.4	58.0	74.7	76.6	81.9	90.6	93.0	94.2
Глюкоза, [мг/мл]	2.1	3.1	5.2	3.5	3.7	3.3	2.9	2.6	1.8
ВС, [мг/мл]	5.4	6.2	14.0	11.8	12.5	10.9	9.8	7.0	5.4
Ашхабад-25
Кристаллиты, [%]	22.0	39.1	55.1	71.3	77.2	84.7	89.2	93.7	94.1
Глюкоза, [мг/мл]	2.0	2.7	3.0	4.6	3.7	4.4	3.6	3.0	2.8
ВС, [мг/мл]	9.0	13.2	18.0	23.1	19.2	20.6	16.1	12.7	10.0

При рассмотрении гидролизованных препаратов 40 дн. возраста уже чётко выделяются ассиметричные частицы и их агрегаты, характерные кристаллической целлюлозе. Глобулярные и бесформенные частицы, при этом, полностью отсутствуют (рис. 1 д). Установлено, что длина наблюдаемых частиц (кристаллитов) варьирует в пределах 600-1200 Е, а ширина их, в основном, остаётся неизменной (имея значение порядка 120 Е). Это свидетельствует о завершении процессов биосинтеза целлюлозы волокна и формирования его структуры. В данном периоде развития содержание кристаллитов изменяется незначительно, по сравнению с другими предыдущими этапами развития, но имеет максимальное значение. Поэтому, начиная с 40 дневного возраста до созревания наблюдается плавное падение выходов ВС и глюкозы. Исходя из полученных данных следует, что на деградацию волокон хлопчатника при ФГ существенное влияние оказывает кристаллизация целлюлозы в процессе её биосинтеза в период их развития.

Наряду с электронно-микроскопическими исследованиями гидролизатов провели анализ непрогидролизовавшихся частиц при ФГ на световом микроскопе. Анализ провели в сравнении с непрогидролизовавшимися частицами, выделенными после кислотного гидролиза. Некоторые данные представлены на рис. 2. Анализ проводился при двух увеличениях. При малом увеличении рассматривали общую картину - картину расщепления волокон, распределения частиц и их ассоциатов. При большом рассматривали отдельные волокна и характер их расщепления. Особое внимание также отводили на кончики отрезков волокон и частиц, выделенных при гидролизе.

Анализ данных показал, что характер расщепления, формы и размеры волокон раннего возраста - до 20 дней идентичны, несмотря на то, что условия кислотного гидролиза очень жесткие по сравнению с ферментативным. Уже с 25-дневного возраста, независимо от сортности и гибридности происходит различие в указанных параметрах. Расщепляемые частицы более крупные, но на микрофотографиях препаратов, полученных после кислотного гидролиза, мелких палочковидных глобулярных и бесформенных частиц, характерных для ферментативного гидролиза, не наблюдается. Кончики волокон как-бы обрублены. Поперечные размеры волокон (отрезков) не изменяются. У образцов же, полученных после ФГ, кончики волокон (отрезков) зазубрены, в отдельных случаях хорошо наблюдается дефибрилляция волокон. Увеличивается диаметр волокон за счёт разрыхления, но исходную форму волокна не теряют. По мере роста волокон, в основном, сохраняется такая же картина, если не учесть, что для препаратов, полученных после кислотного гидролиза, число и длина отрезков остается довольно стабильной. У препаратов же, полученных после ФГ, в период созревания названные отрезки более длинные. Отсюда следует, что при ФГ расщепление волокон, прежде всего, протекает в продольном направлении, а затем происходит расщепление на отрезки. При кислотном же гидролизе расщепление на отрезки происходит в основном поперечно.

На основании сравнительного изучения гидролизуемости хлопковой целлюлозы волокон сортов, гибридов хлопчатника видов G. hirsutum L. и G. barbadense L. установлен общий механизм расщепления волокон при ФГ. Главным отличием является количественное соотношение выходов ВС и глюкозы. Экспериментально установлено, что на биоконверсию целлюлозы разновозрастных волокон хлопчатника, при ФГ, существенное влияние оказывает кристаллизация целлюлозы в процессе её биосинтеза в период их развития. Показано, что повышение кристалличности целлюлозы при созревании волокна и есть основная причина, препятствующая ФГ зрелых волокон.

Рис. 2. Микрофотографии непрогидролизовавшихся частиц целлюлозы хлопковых волокон 30 и 70 дневных возрастов вида Ташкент-6 после кислотного (КГ) и ферментативного (ФГ) гидролиза. Увеличение: 125^x и 250^x.

Формирование коробочек хлопчатника на различных плодовых ветвях влияет на содержание целлюлозы в них в процессе биосинтеза, что естественно отразилось и на выходах ВС и глюкозы. При гидролизе 20-дн. волокон выходы ВС из верхних плодовых ветвей (ВПВ), при соответствующих сортах и гибридах, почти в 2 раза превышают значения нижних плодовых ветвей (НПВ) (табл. 3). Если при данном возрасте выходы ВС из волокон НПВ (сорт Ташкент-6) при 48-часовом гидролизе составляют 5.9 мг/мл, то из волокон ВПВ - 11.2 мг/мл. Или же для позднеспелого сорта 149-Ф эти значения в зависимости от расположения их в различных плодовых ветвях, составляют 6.6-12 мг/мл. Аналогичную закономерность можно наблюдать и для вида G. barbadense L. (табл. 3). С увеличением возраста волокон ВПВ, при одинаковых условиях гидролиза, кратность увеличения выходов ВС уменьшается примерно до 1.5 раза (30 дней) и до 1.3 (40 дней). Если у сортов сопоставить количественные данные выходов ВС волокна одного и того же возраста ВПВ и НПВ, то становится очевидным, что характер изменения этого показателя, в зависимости от длительности процесса гидролиза, практически одинаков. Однако, при сравнении этих данных установлено, что у волокон ВПВ абсолютные показатели выходов ВС и глюкозы выше, чем у волокон НПВ. Подобная закономерность выходов глюкозы в зависимости от времени гидролиза, возраста и месторасположения волокон хорошо отражена в графиках (рис. 3). На основе анализа полученных результатов установлено, что накопление целлюлозы в хлопковых волокнах различных плодовых ветвей происходит с различной скоростью, что в свою очередь оказывает большое влияние на гидролизуемость и степень превращения целлюлозы. В результате самые большие выходы ВС и глюкозы были получены из хлопковой целлюлозы волокон ВПВ независимо от сортового и видового происхождения.

Таким образом, путём изучения гидролизуемости хлопковой целлюлозы различных сортов и гибридов хлопчатника, найдены общие и отличительные особенности динамики выходов ВС и глюкозы в зависимости от: возраста волокон, местоположения коробочек на плодовых ветвях, а также от продолжительности ФГ и др. Впервые установлено, что хлопковая целлюлоза волокон видов G. hirsutum L., G. barbadense L. и их внутривидовые гибриды, имея одинаковый механизм расщепления при ФГ равнозначных возрастов, различаются в выходах и степени конверсии целлюлозы в ВС и глюкозу. Показано, что выходы продуктов гидролиза сортов и гибридов вида G. barbadense L. при соответствующих возрастах и условиях проведения процесса в 1.3-1.7 раза выше, чем из волокон G. hirsutum L. Найдены различия в абсолютных показателях выходов ВС и глюкозы, а также степени превращения при ФГ хлопковой целлюлозы разновозрастных волокон, собранных из разных плодовых ветвей. Установлено, что у волокон ВПВ показатели ВС и глюкозы выше, чем у волокон НПВ, соответственно волокна ВПВ по сравнению с НПВ представляют гораздо больше интереса в качестве субстрата для последующей ферментативной конверсии благодаря худшему качеству

Таблица 3. Сравнительные выходы ВС и глюкозы (мг/мл) при ФГ целлюлозы хлопковых волокон НПВ и ВПВ видов G. hirsutum L. и G. barbadense L. (время гидролиза 12-48 часов)

...

Виды и возраст волокон, дни	Глюкоза [мг/мл]	ВС [мг/мл]
	НПВ	ВПВ	НПВ	ВПВ
	12	24	36	48	12	24	36	48	12	24	36	48	12	24	36	48
	Ташкент-6
G. hirsutum L.	20	1.6	2.4	2.9	3.0	2.5	3.5	4.4	4.6	2.6	4.9	5.7	5.9	5.1	8.4	10.4	11.2
	30	1.6	2.7	3.2	3.3	2.8	4.6	5.5	5.7	4.2	8.1	9.2	10.0	7.1	11.5	13.9	15.0
	40	1.9	2.9	3.3	3.4	2.9	4.4	5.0	5.1	4.9	7.4	9.6	10.0	6.6	10.6	12.6	13.5
	149-Ф
	20	1.7	2.5	3.1	3.2	2.7	3.8	4.7	5.0	2.9	4.8	6.1	6.6	5.4	9.1	11.0	12.0
	30	1.7	2.9	3.5	3.6	3.0	4.9	5.7	6.1	5.0	8.0	10.6	11.8	8.0	12.4	14.8	16.0
	40	2.0	3.2	3.7	3.7	3.2	4.7	5.3	5.4	5.3	8.5	10.4	10.9	7.3	11.3	13.5	14.4
	F1 (Ташкент-6 х 149-Ф)
	20	1.9	2.7	3.3	3.5	3.0	4.1	5.0

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 

автореферат "Научные основы ферментативной конверсии целлюлозы хлопкового волокна" скачать

Подобные документы

• Изучение процесса и отработка технологии гидролиза растительных отходов с целью получения спиртов

  Рассмотрение механизма получения биоэтанола из растительного сырья. Изучение трансформации целлюлозы в растворимые формы простых углеводов, определение оптимальных условий для протекания процесса. Исследование состава субстрата после гидролиза.
  
  презентация [279,1 K], добавлен 19.02.2014
  

• Технология переработки древесины: получение технической целлюлозы

  Отбор древесины для производства волокнистых полуфабрикатов. Производство сульфатной и сульфитной целлюлозы. Технологическая цепь получения технической целлюлозы. Порядок варки целлюлозы в котлах периодического действия. Определение сорности целлюлозы.
  
  реферат [266,6 K], добавлен 30.11.2011
  

• Технология катализаторов конверсии монооксида углерода (НТК-4)

  Технология переработки природного газа. Реакция паровой конверсии монооксида углерода - следующая стадия в схеме получения водорода после конверсии метана. Состав катализатора низкотемпературной конверсии, обеспечивающий оптимизацию температурного режима.
  
  курсовая работа [704,8 K], добавлен 16.12.2013
  

• Исследование деформационных и прочностных характеристик хвойной сульфатной целлюлозы, полученной из усыхающей и сухостойной древесины

  Комплексная оценка сухостойной еловой древесины, пораженной энтомофитовредителями, как сырья для производства сульфатной целлюлозы; исследование показателей деформативности, прочности полуфабрикатов; анализ структурно-размерных характеристик волокна.
  
  курсовая работа [701,2 K], добавлен 12.01.2012
  

• Производство сульфатной целлюлозы

  Бумагообразующие свойства сульфатной целлюлозы. Получение сульфатной целлюлозы в котлах непрерывного действия. Показатели качества промытой небеленой хвойной целлюлозы. Целлюлоза после варки - суспензия волокон. Основное и вспомогательное оборудование.
  
  курсовая работа [456,4 K], добавлен 28.01.2011
  

• Меланжевое производство. Прядение

  Сущность приготовления смеси из одноцветного крашеного хлопкового волокна. Характеристика способа смешивания компонентов. Планы прядения в меланжевом производстве. Направления технического совершенствования разрыхлительно–очистительного оборудования.
  
  курсовая работа [47,8 K], добавлен 20.08.2014
  

• Производственный процесс выработки ткани

  Совершенствование ассортимента тканей с целью развития текстильной промышленности. Потребность в основной и уточной пряжи для ткани. Технологические свойства хлопкового волокна. Оборудование для выработки артикулов пряжи. Расчет производственных площадей.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.02.2012
  

• Целлюлоза

  Физические и химические свойства целлюлозы. Сульфитный, натронный и сульфатный способы варки. Получение искусственного волокна: вискозного, ацетатного, медно-аммиачного шелка и искусственной шерсти. Производство бумаги, пластмасс, кино- и фотопленок.
  
  презентация [619,2 K], добавлен 25.12.2013
  

• Получение полиэфирного волокна непрерывным методом

  Химическая технология получения полиэфирного волокна непрерывным методом из диметилтерефталата и этиленгликоля: общая характеристика процесса, его стадии; физико-химические свойства исходных реагентов и продуктов. Формование и отделка полиэфирных волокон.
  
  курсовая работа [2,8 M], добавлен 22.10.2011
  

• Автоматизация технологического процесса варки целлюлозы в варочном котле периодического действия

  Типы, конструкция и особенности применения термопреобразователей сопротивления и термоэлектрических преобразователей. Классификация и структурные схемы автоматических систем регулирования. Технология процесса варки целлюлозы, его материальный баланс.
  
  курсовая работа [903,9 K], добавлен 12.03.2010
  

• Проект отбельного цеха СаЦ завода производительностью 500000 т/год беленой целлюлозы из еловой древесины

  Характеристика сырья, химикатов, готовой продукции. Схема и контроль технологического процесса отбелки хвойной целлюлозы. Расчет материального и теплового баланса производства, количества устанавливаемого основного и вспомогательного оборудования.
  
  дипломная работа [494,3 K], добавлен 08.02.2013
  

• Автоматизация процесса подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги на бумагоделательной машине

  Характеристика технологического процесса подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги. Параметры бумагоделательной машины. Основные решения по автоматизации. Алгоритмическое обеспечение. Имитационное моделирование. Проектирование интерфейса.
  
  курсовая работа [588,5 K], добавлен 16.10.2012
  

• Полимеры

  Природные полимеры. Химическое строение полимера. Целлюлоза. Физические свойства целлюлозы. Строение целлюлозного волокна. Крахмал. Глютин. Казеин. Каучук и резина. Резина. Синтетические полимеры. Пластические массы. Офсетные резиновые пластины.
  
  реферат [29,4 K], добавлен 08.11.2008
  

• Синтез и свойства полилевоглюкозана и некоторых его производных

  Получение левоглюкозана при термообработке хлопковой целлюлозы в интервале температур 350-400° при пониженном давлении, аморфность его структуры. Стадии термического распада целлюлозы. Исследования по синтезу полилевоглюкозана, его эфиров и производных.
  
  статья [33,3 K], добавлен 22.02.2010
  

• Промывной цех сульфатцеллюлозного завода

  Значение современной целлюлозно-бумажной промышленности для мирового хозяйства. Работа промывного цеха сульфатцеллюлозного завода с производительностью целлюлозы в 340 тонн за сутки. Основные расчеты и выбор вакуум-фильтров для промывки целлюлозы.
  
  курсовая работа [145,9 K], добавлен 09.05.2011
  

• Проект варочного котла сульфитной варки целлюлозы

  Общая характеристика целлюлозно-бумажной промышленности, ее роль в экономике России. Анализ существующих конструкций варочных установок для периодической варки бисульфитной целлюлозы и разработка проекта варочного котла объемом 320 кубических метров.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.11.2013
  

• Проект варочного котла для сульфитной варки целлюлозы

  Анализ состояния целлюлозно-бумажной промышленности России. Основные узлы варочных котлов, их виды и цикл работы. Расчет технологических и конструктивных параметров котла для сульфитной варки целлюлозы. Порядок монтажа, эксплуатации, ремонта оборудования.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.12.2013
  

• Казеиновое волокно

  Свойства казеинового волокна: разрывная длина, удельный вес, влагопоглащение, электризуемость. Технология сушки. Влияние его добавок на качество шерсти. Особенности окрашивания искусственного волокна. Примеры его применения в текстильной промышленности.
  
  презентация [855,3 K], добавлен 03.12.2014
  

• Бумага, свойства и производство

  Изготовление древесной целлюлозы, тряпичной полумассы, древесной массы. Макулатура и ее переработка. Массный размол целлюлозы. Влияние размола на свойства бумаги. Мелование на бумагокрасильных машинах. Газетная офсетная бумага. Мелованная бумага.
  
  реферат [27,5 K], добавлен 08.11.2008
  

• Химические волокна

  Классификация химических волокон. Свойства и качества искусственных их разновидностей: вискозы и ацетатного волокна. Полиамидные и полиэфирные их аналоги. Сфера применения капрона, лавсана, полиэфирного и полиакрилонитрильного волокон, акриловой пряжи.
  
  презентация [537,4 K], добавлен 14.09.2014
  

Другие документы, подобные "Научные основы ферментативной конверсии целлюлозы хлопкового волокна"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам