Раздел 2
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Выбор сырья для процесса получения адсорбента
2.1.1. Характеристика подсолнечной лузги
В подсолнечной лузге содержится - 40-41% целлюлозы, 28-30% гемицеллюлозы. Кроме
того, в плодовых оболочках семян подсолнечника содержатся темно-окрашенные
вещества - фитомеланы или катехомеланины. Это богатые углеводами химически
устойчивые вещества, разрушающиеся только при действии кипящей хромово-серной
смеси. Предполагается, что они являются продуктами изменений углеводов
клеточных стенок. В состав их входят конденсированные шестичленные циклы
[84](табл.2.1).
Таблица 2.1
Жирно-кислотный состав лузги [84]
Жирные кислоты
Содержание, % масс.
С 12:0
следы
С 14:0
0, 25
С 16:0
9, 29
С 18:0
6, 08
С 20:0
2, 75
С 22:0
1, 76
С 24:0
-
С 14:1
следы
С 16:1
0, 94
С 20:1
следы
С 18:2
44, 45
С 18:3
0, 33
Содержание насыщенных кислот в лузге высокомасличных сортов в 2-2.5 раза
больше, чем в лузге низко масличных. В составе неомыляемых липидов лузги
высокомасличных сортов количество углеводородов больше, чем в лузге низко
масличных сортов. В них нет токоферолов, но значительную часть занимают
каротиноиды [85]. В лузге семян высокомасличных сортов содержится целлюлозы на
3-4% меньше и лигнина примерно на 2% больше, чем в низко масличных сортах. Это,
по-видимому, обеспечивает большую прочность тканей лузги высокомасличных
сортов. Различие в химическом составе лузги высокомасличных и низко масличных
сортов связано с ее морфологическими особенностями. Лузга семян
низкомолекулярного сорта А-41 толще, чем у высокомасличных сортов, в ней четко
обозначены (при микрохимическом исследовании) пучки волокнистого слоя,
обусловливающие прочность. Плодовая и семенная оболочки масличных семян,
состоящие, в основном, из целлюлозы, являются сырьем для гидролизного
производства, а также могут служить перспективным источником для получения
восков и других химических продуктов [86].
Сравнительные данные о химическом составе подсолнечной лузги низкомолекулярного
сорта подсолнечника А-41 и высокомасличных сортов ВНИИМК 6540 и ВНИИМК 8931
приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Химический состав подсолнечной лузги
Сорта семян
Химический состав лузги подсолнечника (в % на сухое вещество)
Липиды
Сырая клетчатка
Сырая
зола
Фосфор в виде Р2О5
Азот
Протеин (Nґ6,25)
Безазотистые экстрактивные вещества
А-41
О,56
60,40
1,29
0,05
0,48
3,0
34,75
6540
1,30
54,75
1,97
0,06
0,60
3,75
38,23
8931
1,63
52,00
2,20
0,07
0,74
4,62
39,55
Липиды, извлеченные этиловым или серным эфиром из лузги этих сортов
подсолнечника, представляют собой застывающие при комнатной температуре
вещества слабо-желтого цвета (табл.2.3).
Таблица 2.3
Характеристика липидов лузги
Показатели
Сорта семян
А-41
6540
8931
Кислотное число, в мг КОН
39,82
34,07
31,87
Содержание в % к липидам:
свободных жирных кислот
неомыляемых веществ
21,86
22,09
19,0
19,57
18,04
16,15
Число нейтрализации жирных кислот:
легкорастворимые в серном эфире
труднорастворимые в серном эфире
182,10
122,81
179,25
125,77
176,34
132,19
Число нейтрализации всех жирных кислот
176,3
173,6
170,76
Неомыляемые вещества лузги дают характерную реакцию на наличие фитостеринов, к
которым относятся высокомолекулярные спирты, полученные в результате омыления
веществ, подобных воскам. Молярная масса жирных кислот, трудно растворимых в
серном эфире, находится в пределах 424-457. Это свидетельствует о том, что в
трудно растворимой фракции содержатся кислоты, по строению близкие к
церотиновой и мелиссиновой.
По данным исследований [87]состав лузги подсолнечных семян следующий:
глицеридов жирных кислот 55-65%, свободных жирных кислот 18-22%, неомыляемых
15-22% и некоторое количество веществ, подобных воскам.
Содержание лигнина - вещества, инкрустирующего растительные клетки, в семенах
низко масличных и высокомасличных сортов также различно. В лузге сорта А-41
лигнина содержится 27,32 %, у сорта 6540-29,56 % и у сорта 8931-29,22%. В лузге
семян подсолнечника высокомасличных сортов содержится, таким образом, на 3-4%
меньше целлюлозы и примерно на 2% больше лигнина, по сравнению с низко
масличными сортами. Это, по-видимому, обеспечивает относительную прочность
тонкой лузги высокомасличных сортов. Различия в химическом составе лузги
высокомасличных и низко масличных сортов объясняются ее морфологическими
особенностями [87] (табл.2.4).
Таблица 2.4
Содержание групп углеводов в лузге
Сорта семян
Содержание групп углеводов в % к весу сухой лузги
Сумма водо- растворимых сахаров
Гемицеллюлозы
Целлюлоза
Пентозаны
А-41
0,44
18,34
35,45
26,33
6540
0,75
18.37
31,78
25,64
8931
0,81
18,79
30,96
27,76
Покровная оболочка состоит из мощной и твердой волокнистой ткани, сложенной из
вытянутых толстостенных клеток, как правило, мертвых, лишенных внутриклеточного
содержимого. Химический состав покровных тканей обеспечивает непроницаемость их
для воды и кислорода воздуха. Непроницаемость тканей для воды объясняется тем,
что в них входят липиды (в основном, воски и воскодобавки вещества). Иногда в
покровных тканях образуется грубая защитная пробковая ткань. Клетки этой грубой
прочной ткани отмирают и состоят только из толстых стенок, окружают полости,
заполненные воздухом и смолистыми веществами. В покровных тканях есть фенолы
[87].
Таким образом, в состав растительно