Оценка бумагообразующей способности целлюлозы из мискантуса гигантского

Разработаны два способа получения целлюлозы из мискантуса гигантского, основанные на последовательной обработке сырья разбавленными растворами гидроксида натрия и азотной кислоты, с получением чистой целлюлозы и целлюлозы с остаточным содержанием пентозанов 11 %. Проанализирована бумагообразующая способность чистой целлюлозы и целлюлозы с пентозанами, у последней выявлено значительное увеличение разрывной длины, сопротивления продавливанию и деформационных показателей. Установлено, что добавление к чистой целлюлозе 5 и 15 % бактериальной целлюлозы повышает бумагообразующие свойства композиции, а добавка 5, 10 и 15 % бактериальной целлюлозы к целлюлозе из мискантуса снижает воздухопроницаемость смесевой бумаги в 1,4; 2,0 и 2,8 раза соответственно.

1. Sapuan S.M., Ainun Z.M.A., Zakiah S., Nazrin A., Ilyas R.A. Introduction to nonwood plant fibers for pulp and papermaking production. Pulping and Papermaking of Nonwood Plant Fibres. 2023. P. 1—15. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91625-7.00015-1.

2. Bogdanov A., Shatrova A., Kachor O. Use of the Accumulated Waste of the Pulp and Paper Industry as a Component Raw Material for the Production of Cements. Ecology and Industry of Russia. 2017. Vol. 21. Iss. 11. Р. 15—19. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-11-15-19.

3. Zhulanova A. Use of Lignin-Containing Waste of the Pulp and Paper Industry in Obtaining Lign-Epoxy Composite Materials. Ecology and Industry of Russia. 2023;27(3):18-23. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-3-18-23.

4. Rudenko E., Bakharev V., Mukovnina G., Ermakov V. Sunflower Husk to Remove Oil from Wastewater. Ecology and Industry of Russia. 2023;27(10):48-53. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-10-48-53.

5. Gismatulina Yu., Kortusov A., Budaeva V., Sakovich G. Study of Chemical Composition of an Industrial Crop for Russia – Miscanthus х giganteus Harvested in 2019—2021. Ecology and Industry of Russia. 2022;26(11):55-59. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-11-55-59.

6. Korchagina А.А., Gladysheva E.K., Budaeva V.V., Skiba E.A. Chemical composition of fiber and shive in bast-fiber crops and the products of their alkaline delignification. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2023; 13(4):621-630. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-3-392-401.

7. Gushchina V.A., Volodkin A.A., Lykova A.S. Ostroborodova N.I., Ostroborodova D. Efficiency of herbicides in the technology of culturation of Miscanthus giganteus. Scientific Papers. Series A. Agronomy. 2022. V. 65. Is. 2. P. 85—90.

8. Przybysz K., Małachowska E., Martyniak D., Boruszewski P., Iłowska J., Kalinowska H., Przybysz P. Yield of pulp, dimensional properties of fibers, and properties of paper produced from fast growing trees and grasses. BioResources. 2018. Vol. 13. Iss. 1. P. 1372—1387. https://doi.org/10.15376/biores.13.1.1372-1387.

9. Danielewicz D., Surma-Ślusarska B. Miscanthus × giganteus stalks as a potential non-wood raw material for the pulp and paper industry. Influence of pulping and beating conditions on the fibre and paper properties. Industrial Crops & Products. 2019. V. 141. № 111744. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111744.

10. Tsalagkas D., Börcsök Z., Pásztory Z., Gogate P., Csóka L. Assessment of the papermaking potential of processed Miscanthus × giganteus stalks using alkaline pre-treatment and hydrodynamic cavitation for delignification. Ultrasonics sonochemistry. 2021. V. 72. № 1054. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105462.

11. Bulygina S.V., Sevastyanova Ju.V., Kovalenko M.V. Technologies of fibroussemi-finished products for various purposes from miscanthus. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii. 2020. V. 231. P. 238—251. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2020.231.238-251.

12. Gladysheva E.K., Golubev D.S., Skiba E.А. Investigation of bacterial nanocellulose biosynthesis by Medusomyces gisevii Sa-12 from enzymatic hydrolyzate obtained by alkaline delignification of miscanthus. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya [Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology]. 2019. Vol. 9. No. 2. P. 260—269. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-260-269.

13. Lourenço A.F., Martins D., Dourado F., Sarmento P., Ferreira P.J., Gamelas J.A. Impact of bacterial cellulose on the physical properties and printing quality of fine papers. Carbohydrate Polymers. 2023. V. 314. №. 120915. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120915.

14. Skiba E.A., Kashcheyeva E.I., Zolotukhin V.N., Kukhlenko A.A. Enzymatic hydrolysis of highly concentrated substrates obtained from Miscanthus giganteus. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2024;14(3):394—405. (In Russ.). DOI: 10.21285/achb.933.EDN: YXAMLK.

15. Skiba E.A., Skiba M.A., Pyatunina O.I. Nitric acid solution after treating miscanthus as a growth regulator of seed peas (Pisum sativum L.) in vitro. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2021;11(3):413—420. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2925-2021-11-3-413-420.