Лігнін - що це таке? Лігнін гідролізний. Застосування гідролізного лігніну, властивості

Лігнін – що це таке? Не кожен зможе відповісти на це питання, однак ми спробуємо розібратися. Лігнін – це речовина, яка входить до складу всіх рослин на Землі. Крім нього ще слід відзначити такі корисні компоненти, як целюлоза і геміцелюлоза.

Основне призначення лігніну – це забезпечення герметичності стінок судин, по яким пересувається вода і розчинені в ній поживні речовини. Лігнін і целюлоза, перебуваючи разом в клітинних стінках, збільшують їх міцність. Не всі рослини мають однакову кількість цієї сполуки. Найбільше його міститься у хвойних породах, приблизно близько 40%, а от у листяних – всього лише 25%.

Властивості лігніну

Дана речовина являє собою природний полімер темно-жовтого кольору. Він практично не розчиняється у воді і органічних розчинниках. Лігнін – що це таке з точки зору будови? Однозначно відповісти на цей запитання не вийде, оскільки, перебуваючи у складі різних рослин, дана речовина може істотно відрізнятися за своєю структурою.

При розкладанні лігніну утворюється багатий поживними речовинами гумус, який відіграє важливу роль у природі. Переробкою лігніну в природному середовищі займається армія бактерій, грибів і деяких комах.

Головна перевага цієї речовини в тому, що немає необхідності його виробляти чи добувати. Так це практично неможливо, лігнін настільки міцно пов'язаний з рослинними клітинами, що його штучне відділення являє собою складний процес.

Той лігнін, виробництво якого здійснюється на сьогоднішній день, не що інше, як звичайні відходи при переробці целюлози. При цьому велика маса його втрачається, але зростає хімічна активність.

Способи виділення лігніну

Процес вилучення даної речовини з деревини здійснюється з різними цілями:

• дослідження властивостей речовини;
• визначення кількості лігніну в різних рослинах.

Методи вилучення речовини підбирають залежно від мети його використання. Якщо подальшим завданням є вивчення, то способи виділення повинні якомога менше вплинути на структуру і якості лігніну. Хоча практично не існує таких методів, які б гарантували отримання речовини в незмінному стані.

Після виділення лігнін містить кілька домішок:

• екстрактивні речовини при гідролізі дають нерозчинні з'єднання;
• продукти гуміфікації цукрів;
• суміш трудногидролизуемых полісахаридів.

Максимально комфортними умовами для виділення лігніну є такі, при яких утворюється найбільша кількість речовини. У цьому випадку лігнін виходить практично без домішок, і спостерігаються його малі втрати.

Найбільш поширеним вважається сірчанокислотний спосіб, а ось солянокислотный використовують набагато рідше за незручності в роботі з концентрованою кислотою.

Різновиди лігніну

Основним джерелом отримання лігніну є промислове виробництво целюлози. На різних підприємствах цього напряму можуть використовуватися різні технології виробництва, тому і лігнін, одержуваний при цьому, має неоднакові якості і складу.

У процесі виробництва лугів або сульфатів виходить сульфатний лігнін, при виробленні кислот – сульфітний.

Відрізняються ці види між собою не тільки складом, але і способом утилізації. Сульфатний лігнін піддають спалювання, а сульфітний відправляють на зберігання в спеціальні сховища.

На гідролізних підприємствах отримують лігнін гідролізний.

Властивості гідролізного лігніну

Це порошкоподібна речовина з щільністю до 1,45 г/см³. Його колір змінюється від світло-бежевого до різних відтінків коричневого. Вміст лігніну в такому речовині може коливатися від 40 до 80%.

Гідролізний лігнін володіє токсичними властивостями і високою здатністю до адсорбції, на цьому засновано його застосування в медицині.

Якщо розпорошити речовина, яка у висушеному вигляді стає пальним, то може виникнути небезпека вибуху. Сухий лігнін при згорянні виділяє велику кількість тепла. Температура його спалахування становить 195 градусів, а тління починається вже при температурі 185°C

Виробництво препаратів лігніну

Лігнін з деревини виділяють для того, щоб отримувати потім його препарати для різних досліджень. Розглянемо стадії виділення лігніну:

• подрібнення деревини до стану тирси, а в деяких випадках і борошна;
• обробка спирто-толуольнойсумішшю для позбавлення від екстрактивних речовин;
• використання кислотних каталізаторів, які запобігають перехід лігніну в розчинний стан.

У процесі виробництва утворюється деяка частина розчинних сполук, які облягають, піддають очищенню і сушать, в результаті чого утворюється порошок.

Застосування гідролізного лігніну

Незважаючи на те що дана речовина досить важко піддається переробці з-за своєї складної природи і нестійкості, можна перерахувати різні галузі, де використовується лігнін. Застосування речовини має наступні напрямки:

• виробництво паливних брикетів;
• в якості котельного палива;
• виробництво відновників для деяких металів і кремнію;
• наповнювач при виробництві пластмас;
• виробництво паливного газу;
• виготовлення добрив;
• виробництво гербіцидів;
• в якості сировини для виробництва фенолу, оцтової кислоти;
• виробництво активованого вугілля;
• в якості сорбенту для очищення міських і промислових стоків;
• виробництво медичних препаратів;
• виробництво цегли і керамічних виробів.

Причини підвищення попиту на лігнін

Лігнін гідролізний є прекрасним паливом, яке при згоранні дає велику кількість енергії. До того ж сировина для виробництва такого енергетичного ресурсу цілком доступне і поновлюване.

Не тільки у нас в країні, але і по всьому світу в даний час є актуальним питання виробництва альтернативних енергоносіїв. Для цього є цілий ряд причин, серед яких можна перерахувати наступні:

1. Природні носії енергії – вугілля, нафта і газ вимагають для своєї здобичі використання різних витратних способів. Це не може не вплинути на постійно зростаючу їх вартість.
2. Джерела енергії, які використовуються в даний час, належать до вичерпним природним ресурсам, тому настане такий час, коли їхні запаси практично витратяться.
3. Виробництво альтернативних енергетичних джерел стимулюється державою у багатьох країнах.

Лігнін в якості палива

На сьогоднішній день все частіше в якості альтернативного палива використовується лігнін. Що це таке і як воно виглядає?

Речовина являє собою тирса з вологістю до 70%, які розрізняються за своїм складом в залежності від сировини. Їх структура дуже нагадує деревне вугілля, який також має велику кількість дрібних пор. Властивості такої речовини дозволяють піддавати його брикетування і гранулювання. Якщо впливати високим тиском на такий брикет, він перетворюється у в'язку пластичну масу.

Гранули, зроблені з такого лігніну, мають високу тепловіддачу, але при цьому не виробляють багато диму. Паливні брикети та пелети є якісним матеріалом, при горінні якого виділяється багато тепла, а кіптяви практично немає. Звідси можна зробити висновок, що лігнін служить відмінним сировиною для виробництва палива в брикетах.

Використання лігніну в порошкоподібному стані

Дана речовина в стані порошку знаходить своє застосування в якості добавки при виробництві асфальтобетону. Використання гідролізного лігніну дозволяє:

• підвищувати міцність, водостійкість і стійкість до утворення тріщин;
• економити дорожньо-будівельні матеріали;
• істотно поліпшити екологічну обстановку в тих місцях, де зберігаються відходи;
• повернути родючість тим земель, які використовуються під відвали.

В дорожній галузі досить вигідно використовувати лігнін. Властивості його такі, що він дозволяє відчутно підвищити якість будівельного матеріалу. Крім цього, лігнін дає можливість замінити дорогі добавки.

Похідні лігніну

Похідними даної речовини є лігносульфонати, які утворюються при сульфитном способі переробки деревини. Лігносульфонати володіють високою активністю, що дозволяє їм знаходити своє застосування в різних галузях промисловості:

• нафтовидобувна промисловість (регулюють властивості бурових розчинів);
• ливарне виробництво (виступають у ролі сполучного матеріалу в сумішах);
• виробництво бетону;
• будівельна галузь (в якості емульгаторів в дорожніх емульсіях);
• сировина для отримання ваніліну;
• сільське господарство (обробка грунту для запобігання ерозії).

Сульфатний лігнін має високу щільність і хімічну стійкість. У сухому стані – це порошок коричневого кольору, який розчиняється в аміаку, лугах, етиленгліколь, діоксин.

Сульфатний лігнін не володіє токсичністю, не розпорошується і не небезпечний зточки зору пожежонебезпеки. Його використовують:

• в якості пластифікатора у виробництві керамічних виробів, бетонів;
• як сировина для виробництва пластиків і фенолформальдегідних смол;
• як сполучна ланка при виготовленні картону, деревних і паперових плит;
• в якості добавки при виробництві каучуку і латексів.

Тепер стає зрозуміло, як широко використовується лігнін. Що це таке, тепер ні в кого не викликає питань, так як завдяки своїм якостям дана речовина дуже затребуване в сучасному світі.

Ліки на основі лігніну

Як ми вже з'ясували, застосування гідролізного лігніну можливо і в медичній сфері. Можна перерахувати такі препарати на його основі:

• "Лигносорб" призначається при захворюваннях ШКТ, харчових отруєннях;
• "Поліфан" має такі ж рекомендації по застосуванню;
• "Поліфепан" приносить полегшення при діареї і дисбактеріозі;
• "Фільтрум-СТІ";
• "Энтегнин".

Застосування "Поліфепан"

Інша назва цього препарату – лігнін гідролізний. Випускається він у вигляді гранул, суспензій, порошків і таблеток. Препарат рослинного походження, в його основі лежить лігнін. Інструкція по застосуванню свідчить, що таке ліки здатне добре зв'язувати мікроорганізми, а також продукти їх життєдіяльності.

Крім цього, під дією препарату знешкоджуються токсичні речовини різної природи: важкі метали, радіоактивні ізотопи, аміак. Лігнін гідролізний здійснює дезінтоксикацію організму, а також має антиоксидантну і гіполіпідемічну дію.

Ось який великий список заслуг має лігнін! Інструкція також говорить про те, що приймаючи цей препарат, можна компенсувати нестачу харчових волокон у кишечнику, які беруть активну участь в процесі травлення, нормалізують мікрофлору і підвищують імунітет.

Показаннями для прийому "Поліфепан" є:

• хронічні або гострі захворювання ШКТ;
• харчові отруєння;
• діарея;
• вірусний гепатит;
• холера;
• дисбактеріоз кишечника;
• сальмонельоз;
• коліти;
• алергічні прояви;
• порушення обміну жирів в організмі;
• відновний період після хіміотерапії або опромінення;
• гінекологічні проблеми: кандидоз, вагіноз.

Досить великий список показань має такий препарат, як лігнін. Інструкція також відзначає деякі протипоказання:

• підвищена чутливість до препарату;
• хронічні запори;
• гастрит;
• цукровий діабет.

У процесі прийому лігніну можуть виникнути побічні ефекти: алергічна реакція або запори.

Способи застосування ліків і його дозування встановлюється лікарем залежно від діагнозу та складності стану. Зазвичай призначають прийом лігніну протягом тижня, однак при деяких проблемах тривалість терапії може бути збільшена до місяця.

Екологія і лігнін

Дана речовина утворюється у великій кількості при переробці целюлози. Його складають у великі відвали, які сприяють забрудненню навколишнього середовища. Крім того, непоодинокі випадки самозаймання лігніну.

На сьогоднішній день гостро стоїть питання використання речовини в якості палива, так як після його згоряння утворюється велика кількість відходів, які заподіюють шкоду природі. Лігнін знаходить своє застосування у багатьох галузях, тому в першу чергу важливо вирішити питання екологічної безпеки навколишнього середовища.