Реакции углеводовГидролитические реакции углеводов - основные реакции углеводов при сульфитной варке. Как целлюлоза, так и гемицеллюлозы принимают участие в этих реакциях. Но целлюлоза в меньшей степени подвергается гидролизу из-за меньшей доступности. Растворение гемицеллюлоз в результате гидролиза при сульфитной варке существенно меньше по сравнению с сульфатной варкой, особенно когда получают целлюлозу с высоким содержанием остаточного лигнина. На слайде 15 приведены кривые изменения содержания различных гемицеллюлоз, целлюлозы, степени их полимеризации, длины волокна в зависимости от выхода полуфабриката. По мере удаления из древесного остатка гемицеллюлоз они обнаруживаются в щелоке в виде простых сахаров (концентрация редуцирующих веществ РВ). Основными факторами, влияющими на скорость и глубину гидролиза полисахаридов являются температура, концентрация ионов водорода (активная кислотность), продолжительность обработки. Общее количество обнаруживаемых простых сахаров (РВ) меньше, чем количество гидролизованных полисахаридов, определяемое как разность между их начальным и остаточным содержанием в древесном остатке. Расхождение в балансе углеводов может достигать 40 % и обусловлено следующими причинами: - неполным превращением олигосахаридов в простые сахара. Чем ниже температура, меньше продолжительность варки, выше рН, тем больше будет в щелоке неинвертированных сахаров; - сульфонирование простых сахаров ионами бисульфита с образованием α-оксисульфоновых кислот, или так называемых альдегидбисульфитных соединений с легкоотщепляемым SO2; - образование углеводсульфоновых кислот в результате присоединения ионов бисульфита по месту разрыва гликозидных связей, слайд 19; - кислотная дегидратация простых сахаров с образованием фурфурола из пентоз, оксиметилфурфурола из гексоз под действием высокой температуры и кислотности варочного раствора; - окисление простых сахаров ионами бисульфита с образованием альдоновых кислот, слайд 19 2С6Н12О6 + 2 НSO3 = 2 C5H11O5COOH + S2O3 + H2O Для получения целлюлоз для производства бумаги, богатых гемицеллюлозами, выход их должен быть не ниже 50 % (слайд 15). Относительная стабилизация ксилана и глюкоманнана объясняется отщеплением от их молекул остатков глюкуроновой (от ксилана) и уксусной (от глюкоманнана) кислот, в результате чего молекулы становятся линейными и легко адсорбируются на поверхности фибрилл. Простые сахара, находящиеся в сульфитном щелоке можно использовать для получения побочных продуктов. Этанол и дрожжи могут быть получены из гексоз (хвойная древесины) кормовые дрожжи из пентоз.
|
