Химия. Экология. Биотехнология – 2015

Следующим этапом исследования будет изучение влияния качества пластика от гемоконтейнеров на синтез вирусоиндуцированными лейкоцитами природного интерферона.

УДК 676.163.023.12

Ф.Х. Хакимова, К.А. Синяев, А.Р. Мухтаров, Ю.С. Сыпачева

ОБ ОТБЕЛКЕ СУЛЬФИТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПО TCF-ТЕХНОЛОГИИ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Одним из важнейших требований к технологиям отбелки является внедрение экономичных и экологически более безопасных способов отбелки. К настоящему времени этим требованиям, в известной мере, удовлетворяет получение беленой целлюлозы по

ECF-(Elemental Chlorine Free) и TCF-(Total Chlorine Free) техноло-

гиям. В настоящее время широко внедряется ЕCF-технология, так как связана с меньшими затратами, чем ТСF-технология. Вследствие более легкой белимости и специфических свойств сульфитной целлюлозы производство ее наиболее пригодно для внедрения бесхлорных схем отбелки.

В работе для отбелки целлюлозы использована TCF-схема, разработанная на кафедре ТЦБП ПНИПУ. Отбелке подвергали сульфитную целлюлозу с довольно высоким содержанием остаточного лигнина, т.е. жесткую.

Современная схема ECF-отбелки сульфитной жесткой целлюлозы с высоким содержанием лигнина включает кислороднощелочную делигнификацию, и отбелку диоксидом хлора. Недостатки использования КЩО: процесс ведется под высоким давлением; необходимость в сгущении целлюлозной массы; сложное и до-

91

рогостоящее оборудование; деструкция целлюлозы. Недостатки использования диоксида хлора: высокая взрывоопасность диоксида хлора; необходимость в строительстве специальных цехов по производству диоксида хлора вследствие его нетранспортабельности; использование титанового оборудования.

Разработанная схема отбелки сульфитной целлюлозы включает и делигнификацию, и отбелку только пероксидом водорода: ЩП– Пд–К–П–К. Новые ступени данной схемы:

–окислительная щелочная обработка в присутствии пероксида водорода (ЩП);

–щелочная пероксидная делигнификация (Пд);

–кислотная обработка (К) между двумя щелочными ступе-

нями.

Отбелка предлагается пероксидом водорода (П). Преимущества TCF-схемы: отсутствие в сточных водах и го-

товом продукте хлорорганических соединений; мягкое окислительное воздействие пероксида водорода; снижение содержания

вцеллюлозе массовой доли смол и жиров; использование экологически безопасного реагента; повышение эффективности процесса за счет реализации «насосного» эффекта благодаря чередованию кислых и щелочных ступеней обработки целлюлозы.

Проведена отбелка двух образцов сульфитной целлюлозы: образец 1 – жесткая целлюлоза (100 п.е., содержание лигнина 4,0 %); образец 2 – мягкая целлюлоза (65 п.е., содержание лигнина 1,7 %). Традиционно для отбелки используется целлюлоза мягкая, подобная образцу 2.

Результаты отбелки показали, что по TCF-технологии с использованием только пероксида водорода можно отбеливать даже жесткую целлюлозу (образец 1) – беленая целлюлоза имела белизну 87 % при выходе 93,5 %, однако требуется значительный расход пероксида (общий расход 6,0 % от абс. сух. волокна). Отбелка мягкой целлюлозы (образец 2) более эффективна – при общем расходе пероксида 3,5 % выход беленой целлюлозы 95,3 %, белизна 88 %.

Очень важным результатом отбелки по предлагаемой схеме обоих образцов целлюлозы является высокая степень обессмолива-

92

ния как по общей, так и по «вредной» смоле, содержание которых в беленой целлюлозе настолько низкое (0,65 % и 2,1 мг/100 г целлюлозы соответственно), что «смоляные затруднения» в производстве в таких случаях обычно отсутствуют.

Качественные характеристики сточных вод, сбрасываемых на внеплощадочные очистные сооружения или в природные водоемы, находятся среди основных аспектов, позволяющих обосновать необходимость внедрения в производство ТCF-технологии отбелки. В настоящее время к сточным водам предъявляются очень серьезные требования.

Для характеристики сточных вод применяются обычно следующие показатели: БПК5, ХПК, АОХ (адсорбированные органические соединения хлора).

После отбелки только пероксидом водорода в сточных водах отсутствует АОХ-показатель, к которому предъявляются наиболее жесткие требования. Наши исследования показали, что по уровню загрязненности сточных вод (показателям ХПК и БПК) данная схема отбелки сульфитной целлюлозы отвечает современным требованиям ЕС.

УДК 661.728.2

О.А. Носкова, Д.А. Волков, О.А. Зырянова, Н.О. Кривощекова

ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Порошковую микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ) используют практически во всех сферах деятельности, в частности, в виде легкосыпучего порошка в фармацевтической, парфюмерной

93

ипищевой промышленности, в качестве адсорбентов и фильтрующих материалов технического назначения.

Известны различные способы получения порошковой целлюлозы: механический (сухой размол), термомеханический, химический (гидролиз), осаждение целлюлозы из растворов. В результате образуются целлюлозные порошки, различающиеся степенью кристалличности, степенью полимеризации, гранулометрическим составом, что определяет в конечном счете область их применения.

Ранее на кафедре технологии целлюлозно-бумажного производства Пермского государственного технического университета (сегодня – ПНИПУ) была разработана технологическая схема получения порошковой целлюлозы, предназначенной для использования в пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности. Порошковую целлюлозу получали кислотным гетерогенным гидролизом с последующим механическим измельчением. В качестве исходного волокнистого сырья были использованы хлопковая

идревесная сульфитная вискозная целлюлоза, в качестве деструктирующих агентов – водные растворы соляной и азотной кислот.

Данная работа проведена с целью расширения сырьевой базы для получения порошковой целлюлозы путем использования для ее получения древесной целлюлозы повышенного выхода.

Для исследований использовали производственную древесную бисульфитную целлюлозу, которую на предприятии после варки подвергали щелочной обработке (облагораживанию). Характеристика использованной целлюлозы: массовая доля альфа-целлюлозы –

90,8 %, лигнина – 0,95 %, смол и жиров – 0,61 %, золы – 0,45 %;

степень полимеризации (СП) – 1200; белизна – 62,5 %.

Вотличие от сульфитной вискозной целлюлозы, используемой нами ранее для исследований, бисульфитная целлюлоза отличается недостаточной массовой долей альфа-целлюлозы, низкой белизной и высокой степенью полимеризации, массовой долей лигнина, смол и жиров.

Вкачестве гидролизующего агента использовали водные растворы азотной кислоты концентрацией 5 %. Концентрация кислоты

94

и продолжительность гидролиза (3 ч) приняты на основании предварительных исследований. Гидролиз целлюлозы проводили при температуре кипения реакционной смеси.

По указанным условиям получена порошковая целлюлоза, у которой определяли показатели качества, характеризующие ее пригодность для пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности – СП (250), белизну (78 %), сорбционную способность по йоду (48,4 мг I2/г целлюлозы), водоудержание (73,4 %), насыпную плотность (144 кг/м3). По приведенным показателям порошковая целлюлоза соответствует нормам технических условий на порошковую целлюлозу, предназначенную для пищевой, фармацевтической и пищевой промышленности. Белизна порошковой целлюлозы из облагороженной бисульфитной целлюлозы невысокая. Хотя показатель этот строго не регламентируется техническими условиями, однако ряд потребителей предъявляют к белизне порошковой целлюлозы повышенные требования. С целью улучшения этого показателя проведена отбелка волокнистой целлюлозы до гидролиза (вариант I) или отбелка полученной гидролизом порошковой целлюлозы (вариант II). Для отбелки волокнистой и порошковой целлюлозы использовали отбеливающий раствор пероксида водорода.

Сравнение полученных образцов порошковой целлюлозы показывает, что по варианту 2 получена порошковая целлюлоза с более высокой белизной (~88 %) и меньшим выходом (85,3 %) по сравнению с порошковой целлюлозой, полученной по варианту 1 (белизна порошковой целлюлозы ~85 %, выход – 87,6 %). По всем остальным показателям образцы порошковой беленой целлюлозы соответствуют нормам технических условий.

Таким образом, показана возможность получения порошковой целлюлозы для использования ее в пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности из бисульфитной целлюлозы при включении в схему получения стадии отбелки либо волокнистой целлюлозы, либо полученной порошковой целлюлозы.

95

УДК 676

Д.Г. Сентебова

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, г. Москва

Институт природообустройства им. А.Н. Костякова, г. Москва

В современном мире проблема электромагнитных излучений является одной из самых актуальных и требующих повышенного внимания. В 2010 г. электромагнитное излучение (ЭМИ) признано не менее опасным фактором в глобальных масштабах, чем загрязнение воздуха и воды [1]. Электромагнитное загрязнение переходит в разряд глобальных проблем. Растет число людей, у которых появились проблемы со здоровьем, вызванные воздействием ЭМИ. К 2017 г. прогнозируется появление синдрома гиперчувствительности к электромагнитному излучению у 50 % населения [6].

Электромагнитное излучение – это распространяющееся в пространстве возмущение взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей. К электромагнитному излучению относятся радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское и жесткое гамма-излучение. Источники электромагнитных полей можно объединить в две группы: естественные (постоянное электрическое и постоянное магнитное поле Земли, электрические явления в атмосфере, радиоизлучение солнца и звезд, космическое излучение) и искусственные: линии электропередач, электропроводка внутри зданий и сооружений, бытовые электроприборы, персональные компьютеры, теле- и радиопередающие станции, спутниковая и сотовая связь, электротранспорт, радарные установки [5].

96

Напряженность электромагнитных полей в крупных промышленных центрах увеличилась за последние несколько десятилетий в тысячи раз. В мегаполисах искусственное электромагнитное излучение более чем в 65 000 раз превышает природное и больше всех прочих факторов негативно влияет на здоровье человека.

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека – это нервная, сердечно-сосудистая, иммунная, эндокринная системы (табл. 1).

Таблица 1

В областях тела, находящихся под непосредственным воздействием электромагнитных полей, ощущается зуд. Объективно от-

97

мечаются изменения со стороны сосудистой и капиллярной сетей, окраски кожных покровов, могут появиться отечность и уплотнение кожи.

Данные о воздействии ЭМП на человека, расположенные на шкале интенсивностей, представлены в табл. 2.

В Российской Федерации система стандартов по электромагнитной безопасности складывается из государственных стандартов (ГОСТ) и санитарных правил и норм (СанПиН) [3].

Наиболее эффективными мероприятиями по защите населения являются организационные мероприятия – рациональное размещение облучающих и облучаемых объектов, проведение лекций по безопасности труда при работе с источниками ЭМП [2].

98

Список литературы

1.Аврамов Ю.С., Грачев Н.Н., Шляпин А.Д. Защита человека от электромагнитных воздействий. – М., 2002.

2.Богуш В.А. Электромагнитные излучения. Методы и средства защиты. – М., 2003.

3.Грачев Н.Н., Мырова Л.О. Защита человека от опасных из-

лучений. – М., 2005.

4.Мырова Л.О. Защита от электромагнитных излучений // Безопасность и охрана труда. – 2008. – № 1. – C. 66–75.

5.Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность. –

М., 2002.

6.Измерение уровней электромагнитных излучений (ЭМИ). – URL: http://www.sezspb.ru/izmerenija-ehlektro-magnitnogo-izluchenija.html

УДК 615.37:579.873.13

А.Л. Васькин, В.А. Несчисляев*, П.А. Мокин*

ОПТИМИЗАЦИЯ СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ СУХОЙ БИОМАССЫ В ПРОБИОТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

*Филиал «НПО «Микроген» МЗ РФ «НПО „Биомед“», г. Пермь

Внастоящее время известно, что дисбактериозами страдают пациенты практически всех стационаров и амбулаторных служб, жители экологически неблагоприятных регионов, нарушения нормальной

микрофлоры которых формируются в результате воздействия на организм физических, химических, радиационных идругих факторов*.

* Дисбактериоз кишечника / Ю.В. Лобзин [и др.]. СПб., 2003.

99

Многочисленные данные свидетельствуют о высокой эффективности применения препаратов как пробиотического ряда, так

ипребиотиков в предупреждении развития микроэкологических нарушений и адаптации микроорганизма в экологически неблагоприятных условиях среды, что доказывает необходимость их включения в комплексную терапию и профилактику.

Для создания препаратов с высокой клинической эффективностью требуется усовершенствование их состава и биотехнологических процессов.

Внастоящее время в НПО «Микроген» используется сахарозо- желатино-молочная защитная среда высушивания, необходимая для стабилизации пробиотиков в процессе лиофилизации и хранения. Данная среда разработана для получения препаратов в форме лиофилизатов во флаконах и содержит животные компоненты, которые трудно стандартизировать.

Применение указанной среды ограничивает сферу применения сухой биомассы на ее основе, требует более глубокой заморозки в процессе лиофилизации и увеличивает продолжительность высушивания, что приводит к повышению затрат и снижению выхода готового продукта.

Задачами исследования являлись:

1. Выбор оптимального ксеропротектора, обеспечивающего необходимые технологические и биологические параметры сухой биомассы.

2. Получение бактериальных концентратов методом ультрафильтрации.

3. Наработка образцов на основе бактериального концентрата

инативных бактериальных суспензий бифидобактерий с использованием вариантов ксеропротектора.

Стратегия, направленная на разработку оптимального состава защитной среды высушивания, способствующей улучшению технологических свойств сухой биомассы пробиотических бактерий, ее стабильности, а также снижению энергетических затрат, позволит расширить сферу применения сухой биомассы и разработать

100