Studying the process of combined hydrolysis-hydrogenation process of the cellulose guza-paya to produce sorbitol

ISSN 2224-5308 (Print)

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҰЛТТЫҚ ҒЫЛЫМ АКАДЕМИЯСЫНЫҢ

Өсімдіктердің биологиясы жəне биотехнологиясы институтының

Х А Б А Р Л А Р Ы

ИЗВЕСТИЯ

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Института биологии и биотехнологии растений

N E W S

OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN of the Institute of Plant Biology and Biotechnology

БИОЛОГИЯ ЖƏНЕ МЕДИЦИНА СЕРИЯСЫ

 СЕРИЯ

БИОЛОГИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ

 SERIES

OF BIOLOGICAL AND MEDICAL

3 ⁽³²¹⁾

МАМЫР – МАУСЫМ 2017 ж.

МАЙ – ИЮНЬ 2017 г.

MAY – JUNE 2017

1963 ЖЫЛДЫҢ ҚАҢТАР АЙЫНАН ШЫҒА БАСТАҒАН ИЗДАЕТСЯ С ЯНВАРЯ 1963 ГОДА

PUBLISHED SINCE JANUARY 1963 ЖЫЛЫНА 6 РЕТ ШЫҒАДЫ

ВЫХОДИТ 6 РАЗ В ГОД PUBLISHED 6 TIMES A YEAR

АЛМАТЫ, ҚР ҰҒА АЛМАТЫ, НАН РК

ALMATY, NAS RK  

Б а с р е д а к т о р ҚР ҰҒА академигі, м. ғ. д., проф.

Ж. А. Арзықұлов

Абжанов Архат проф. (Бостон, АҚШ), Абелев С.К. проф. (Мəскеу, Ресей),

Айтқожина Н.А. проф., академик (Қазақстан) Акшулаков С.К. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Алшынбаев М.К. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Березин В.Э., проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Бисенбаев А.К. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Бишимбаева Н.К. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Ботабекова Т.К. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Ellenbogen Adrian prof. (Tel-Aviv, Israel),

Жамбакин К.Ж. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан), бас ред. орынбасары Ishchenko Alexander, prof. (Villejuif, France)

Қайдарова Д.Р. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Күзденбаева Р.С. проф., академик (Қазақстан) Лось Д.А. prof. (Мəскеу, Ресей)

Lunenfeld Bruno prof. (Израиль) Миербеков Е.М. проф. (Қазақстан)

Муминов Т.А. проф., академик (Қазақстан) Purton Saul prof. (London, UK)

Рахыпбеков Т.К. проф., корр.-мүшесі (Қазақстан) Сапарбаев Мұрат проф. (Париж, Франция) Сарбассов Дос проф. (Хьюстон, АҚШ)

«ҚР ҰҒА Хабарлары. Биология жəне медициналық сериясы».

ISSN 2518-1629 (Online), ISSN 2224-5308 (Print)

Меншіктенуші: «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» РҚБ (Алматы қ.)

Қазақстан республикасының Мəдениет пен ақпарат министрлігінің Ақпарат жəне мұрағат комитетінде 01.06.2006 ж. берілген №5546-Ж мерзімдік басылым тіркеуіне қойылу туралы куəлік

Мерзімділігі: жылына 6 рет.

Тиражы: 300 дана.

Редакцияның мекенжайы: 050010, Алматы қ., Шевченко көш., 28, 219 бөл., 220, тел.: 272-13-19, 272-13-18, www:nauka-nanrk.kz / biological-medical.kz

© Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы, 2017

Типографияның мекенжайы: «Аруна» ЖК, Алматы қ., Муратбаева көш., 75.

Г л а в н ы й р е д а к т о р

академик НАН РК, д.м.н., проф.

Ж. А. Арзыкулов Абжанов Архат проф. (Бостон, США), Абелев С.К. проф. (Москва, Россия),

Айтхожина Н.А. проф., академик (Казахстан) Акшулаков С.К. проф., чл.-корр. (Казахстан) Алчинбаев М.К. проф., чл.-корр. (Казахстан) Березин В.Э., проф., чл.-корр. (Казахстан) Бисенбаев А.К. проф., чл.-корр. (Казахстан) Бишимбаева Н.К. проф., чл.-корр. (Казахстан) БотабековаТ.К. проф., чл.-корр. (Казахстан) Ellenbogen Adrian prof. (Tel-Aviv, Israel),

Жамбакин К.Ж. проф., чл.-корр. (Казахстан), зам. гл. ред.

Ishchenko Alexander prof. (Villejuif, France) Кайдарова Д.Р. проф., чл.-корр. (Казахстан) Кузденбаева Р.С.проф., академик (Казахстан) Лось Д.А.prof. (Москва, Россия)

Lunenfeld Bruno prof. (Израиль) Миербеков Е.М. проф. (Казахстан)

Муминов Т.А. проф., академик (Казахстан) Purton Saul prof. (London, UK)

Рахыпбеков Т.К. проф., чл.-корр. (Казахстан) Сапарбаев Мурат проф. (Париж, Франция) Сарбассов Дос проф. (Хьюстон, США)

«Известия НАН РК. Серия биологическая и медицинская».

ISSN 2518-1629 (Online), ISSN 2224-5308 (Print)

Собственник: РОО «Национальная академия наук Республики Казахстан» (г. Алматы)

Свидетельство о постановке на учет периодического печатного издания в Комитете информации и архивов Министерства культуры и информации Республики Казахстан №5546-Ж, выданное 01.06.2006 г.

Периодичность: 6 раз в год Тираж: 300 экземпляров

Адрес редакции: 050010, г. Алматы, ул. Шевченко, 28, ком. 219, 220, тел. 272-13-19, 272-13-18, www:nauka-nanrk.kz / biological-medical.kz

© Национальная академия наук Республики Казахстан, 2017

Адрес типографии: ИП «Аруна», г. Алматы, ул. Муратбаева, 75

E d i t o r i n c h i e f

academician of NAS RK, doctor of medical science, professor Zh. А. Arzykulov

Abzhanov Arkhat prof. (Boston, USA), Abelev S.K. prof. (Moscow, Russia),

Aitkhozhina N.А. prof., academician (Kazakhstan) Akshulakov S.K. prof., corr. member. (Kazakhstan) Alchinbayev М.K. prof., corr. member. (Kazakhstan) Berezin V.Ye., prof., corr. member. (Kazakhstan) Bisenbayev А.K. prof., corr. member. (Kazakhstan) Bishimbayeva N.K. prof., corr. member. (Kazakhstan) Botabekova Т.K. prof., corr. member. (Kazakhstan) Ellenbogen Adrian prof. (Tel-Aviv, Israel),

Zhambakin K.Zh. prof., corr. member. (Kazakhstan), deputy editor in chief Ishchenko Alexander, prof. (Villejuif, France)

Kaydarova D.R. prof., corr. member. (Kazakhstan) Kuzdenbayeva R.S. prof., academician (Kazakhstan) Los D.А. prof. (Moscow, Russia)

Lunenfeld Bruno prof. (Israel) Miyerbekov Ye.М. prof. (Kazakhstan)

Muminov Т.А. prof., academician (Kazakhstan) Purton Saul prof. (London, UK)

Rakhypbekov Т.K. prof., corr. member. (Kazakhstan) Saparbayev Мurat prof. (Paris, France)

Sarbassov Dos, prof. (Houston, USA)

News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of biology and medicine.

ISSN 2518-1629 (Online), ISSN 2224-5308 (Print)

Owner: RPA "National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan" (Almaty)

The certificate of registration of a periodic printed publication in the Committee of information and archives of the Ministry of culture and information of the Republic of Kazakhstan N 5546-Ж, issued 01.06.2006

Periodicity: 6 times a year Circulation: 300 copies

Editorial address: 28, Shevchenko str., of. 219, 220, Almaty, 050010, tel. 272-13-19, 272-13-18, http://nauka-nanrk.kz / biological-medical.kz

© National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 2017

Address of printing house: ST "Aruna", 75, Muratbayev str, Almaty

N E W S

OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN SERIES OF BIOLOGICAL AND MEDICAL

ISSN 2224-5308

Volume 3, Number 321 (2017), 159 – 164

B. Sh. Kedelbayev, A. M. Yessimova, D. E. Kudassova, G. S. Rysbayeva, Z. K. Narymbayeva M. Auezov SKSU, Shymkent, Kazakhstan.

E-mail: [email protected]

STUDYING THE PROCESS OF COMBINED HYDROLYSIS-HYDROGENATION PROCESS

OF THE CELLULOSE GUZA-PAYA TO PRODUCE SORBITOL

Abstract. The results of the study on the implementation of the combined (hybrid) hydrolysis-hydrogenation process to produce sorbitol are given in this article. However, the selectivity on sorbitol has maximum at the pressure of 6.0 MPa. That is, the proportion of the desired sorbitol product with the increase of hydrogen pressure above 6.0 MPa is reduced by the formation of five-atom alcohols. This is reflected in the growth of the total polyol yield. Thus, as an optimal pressure 6.0 MPa is chosen. Influence of the test temperature within 140-220 С was studied in the implementation process of the chemical hydrolytic hydrogenation of cellulose guza-paya to sorbitol.

The optimal time for the process of catalytic conversion of the guza-pa cellulose in the conditions chosen by us is 60 minutes. Until the sixtieth minute, the cellulose conversion reaction is insignificant, and after sixty its values are within the error margin. The same pattern is observed with the selectivity index for sorbitol.

Analysis of produced polyols was performed by paper chromatography. The nickel catalyst was prepared by impregnation, there was further added ferroalloy (FS) in an amount of 5% by weight of nickel.

Thus, the possibility of obtaining sorbitol from cellulose guza-paya by hydrolytic hydrogenation in the pre- sence of supported nickel catalyst. The optimal process conditions: experiment temperature - 180 °C, hydrogen pressure - 6 MPa, reaction duration - 60 min.

Keywords: guza-paya, sorbitol, cellulose, catalyst, chemical hydrolysis, biomass.

УДК 541.128

Б. Ш. Кедельбаев, А. М. Есимова, Д. Е. Кудасова, Г. С. Рысбаева, З. К. Нарымбаева ЮКГУ им. М. Ауезова, Шымкент, Казахстан

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОВМЕЩЕННОГО ГИДРОЛИЗ-ГИДРИРОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ГУЗА-ПАИ

С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБИТА

Аннотация. В статье приведены результаты по изучению реализации совмещенного (гибридного) процесса гидролиз-гидрирование с целью получения сорбита. Однако селективность по сорбиту имеет максимум при давлении 6,0 МПа. То есть, доля нужного нами продукта- сорбита с увеличением давления водорода выше 6,0 МПа снижается за счет образования пятиатомных спиртов. Это выражается в росте суммарного выхода полиолов. Таким образом, нами в качестве оптимального давления выбрано 6,0 МПа.

При осуществлении процесса химического гидролитического гидрирования целлюлозы гуза-паи в сорбит

влияние температуры опыта изучали в пределах 140–220 С. Оптимальным временем протекания процесса

каталитической конверсии целлюлозы гуза-паи в выбранных нами условиях определено 60 минут. До шести-

десятой минуты реакция конверсия целлюлозы незначительная, а после шестидесяти ее значения нахо-

дятся в пределах погрешности. Такая же закономерность наблюдается и с показателем селективности по

сорбиту.

Анализ образующихся полиолов осуществляли методом бумажной хроматографии. Никелевый ката- лизатор готовили методом пропитки, в него дополнительно добавляли ферросплав (FS) в количестве 5% от массы никеля

Таким образом, нами показана возможность получения из целлюлозы гуза-паи сорбита методом гидро- литического гидрирования в присутствии нанесенного никелевого катализатора. Определены оптимальные условия процесса: температура опыта – 180 С, давление водорода- 6 МПа, продолжительность реакции – 60 минут.

Ключевые слова: гуза-паи, сорбит, целлюлоза, катализатор, химический гидролиз, биомасса.

Введение. Мировые запасы ископаемого органического сырья, представленного нефтью, природным газом и углем, огромны, но рано или поздно они будут исчерпаны. В качестве аль- тернативы ископаемым топливам все шире применяются возобновляемые источники энергии и органического сырья. Важнейшее из них – растительное сырья, образующееся в процессе фото- синтеза.

Биомасса является возобновляемым ресурсом и играет роль в предотвращении глобального потепления климата, замедляя выбросы диоксида углерода. При производстве из биомассы химических продуктов рассматриваются способы превращения биомассы в сорбит, этанол, молочную кислоту и другие полезные химические продукты ферментативным или химическим способом [1-6]. В настоящее время основным материалом, используемым для биологической переработки, является крахмал, получаемый из кукурузы. С точки зрения ресурсов главных струк- турных составляющих компонентов растений, которые могут быть используемы, целлюлоза при- сутствует в гораздо большем количестве, чем крахмал. Однако способы превращения целлюлозы в химически полезные продукты путем уменьшения ее молекулярной массы (деполимеризации) не разработаны, и данный ресурс в настоящее время фактически не используется. Большое коли- чество исследований проведено в области разложения целлюлозы с помощью ферментов. Однако остаются важные проблемы, связанные с ферментативными способами, обусловленные низкими скоростями реакций и необходимостью существенного повышения активности фермента и отделения его от продукта. Преимущества целлюлозы в ее возобновляемости или даже практи- ческой неисчерпаемости растительного сырья [7-12]. Особый интерес представляет поиск тех- нологий одностадийного, совмещенного (гибридного)способа получения ценных веществ напря- мую из целлюлозы, исключающего стадии выделения и очистки продуктов. Одностадийная орга- низация делает возможным получение из растительного полисахарида путем гидролиза- гидрирования такого соединения, как сорбит, который является одним из перспективных источ- ником сырья для промышленности [13-18]. Среди возможных областей применения сорбита – сахарного спирта - можно отметить три наиболее важных. Первая область применения относится к подсластителю, который широко распространен в пищевой промышленности. Второй областью является применение в качестве промежуточного соединения при синтезе таких полезных соединений, таких как изосорбид, пропиленгликоль, этиленгликоль, глицерин, 1,1-сорбитан и молочная кислота. Изосорбид, в частности, также используется в современных процессах, таких как сополимеризация при производстве полиэтилентерефталата (ПЭТФ) для производства полиэтиленизосорбидтерефтаоата (РЕIТ). Полимер РЕIТ имеет более высокую температуру стеклования, чем РЕТ, поэтому ожидается его применение для прозрачных пластиковых контей- неров, которые могут выдерживать горячую воду. Третьей областью применения является исполь- зование ее в качестве промежуточного соединения при получении водорода и жидких углево- дородов (содержащих в основном С

и С

-алканы), которые можно воспроизводить из биомассы.

Водород используется в топливных элементах, а углеводороды являются исходным материалом для нефтехимии [19, 20].

Методы исследования. Нами ранее было показана возможность получения целлюлозы из

гуза-паи методом автогидролиза. Данная целлюлоза была нами использована для реализации

совмещенного (гибридного) процесса гидролиз-гидрирование с целью получения сорбита. Процесс

химического гидролитического гидрирования целлюлозы гуза-паи осуществляли в стальном

реакторе объемом 100 см

в водной среде при интенсивном перемешивании в интервале темпе-

ратур- 140-220 С, давления водорода – 2,0-10,0 МПа, продолжительности протекания реакции – 2-

100 минут. Анализ образующихся полиолов осуществляли методом бумажной хроматографии.

Никелевый катализатор готовили методом пропитки, в него дополнительно добавляли ферросплав (FS) в количестве 5% от массы никеля.

Результаты исследования. При осуществлении процесса химического гидролитического гидрирования целллозы гуза-паи в сорбит влияние температуры опыта изучали в пределах 140- 220 С. Из таблицы 1 видно, что оптимальной температурой опыта является 180 С, так как при этой температуре нами было получено максимальные селективность по сорбиту и суммарные выходы сорбита и маннита. При температурах 140 и 160 С показатели конверсии целлюлозы (20,5-24,4%), селективности по сорбиту (11,4-14,6%) и суммарного выхода (14,9-16,1%) гораздо ниже, чем при 180 С. Несмотря на то, что при температурах 200-220 С конверсия целлюлозы гуза-паи значительно возрастает (74,4-76,2%), наблюдается снижение селективности по сорбиту (9,1-9,8) и суммарного выхода 10,0-10,8%. Это объясняется появлением в растворе других веществ, например, полиолов с числом атомов ниже пяти.

Таблица 1 – Влияние температуры опыта на процесс химического гидролитического гидрирования целлюлозы гуза-паи.

Условия опыта: 0,5 г 3% Ni/Al2O3(ФS), 60 минут, Рн2 = 6,0 МПа

№ п/п

Т,

С Степень конверсии,

% Селективность по сорбиту,

% Селективность по манниту,

% Суммарный выход,

%

1 140 20,5 11,4 2,4 14,9

2 160 24,4 14,6 2,9 16,1

3 180 53,0 21,8 3,0 22,6

4 200 76,2 9,8 1,3 10,8

5 220 74,4 9,1 1,2 10,0

Исследование влияния давления водорода на процесс химического гидролитического гидри- рования целлюлозы гуза-паи проводили в интервале от 2,0 до 10,0 МПа. Из таблицы 2 видно, что с увеличением давления водорода степень конверсии целлюлозы возрастает от 42,3 до 77,8 %.

Однако селективность по сорбиту имеет максимум при давлении 6,0 МПа. То есть, доля нужного нами продукта- сорбита с увеличением давления водорода выше 6,0 МПа снижается за счет обра- зования пятиатомных спиртов. Это выражается в росте суммарного выхода полиолов. Таким обра- зом, нами в качестве оптимального давления выбрано 6,0 МПа.

Таблица 2 – Влияние давления водорода на процесс химического гидролитического гидрирования целлюлозы гуза-паи.

Условия опыта: 0,5 г 3% Ni/Al2O3(ФS), 60 минут, Топ = 180 С

№ п/п Р н2,

МПа Степень конверсии,

% Селективность по сорбиту,

% Селективность по манниту,

% Суммарный выход,

%

1 2,0 42,3 13,0 1,7 13,5

2 4,0 51,6 13,5 1,8 14,2

3 6,0 53,0 21,8 3,0 22,6

4 8,0 76,6 18,9 2,8 31,3

5 10,0 77,8 16.5 2,7 32,8

В таблице 3. приведены экспериментальные данные по исследованию закономерностей изме-

нения скорости химического гидролитического гидрирования целлюлозыгуза-паи от времени

протекания реакции. Время реакции варьировалось от 20 до 100 минут. Оптимальным временем

протекания процесса каталитической конверсии целлюлозы гуза-паи в выбранных нами условиях

определено 60 минут. До шестидесятой минуты реакция конверсия целлюлозы незначительная, а

после шестидесяти ее значения находятся в пределах погрешности. Такая же закономерность

наблюдается и с показателем селективности по сорбиту.

Таблица 3 – Зависимость скорости химического гидролитического гидрирования целлюлозы гуза-паи от времени протекания процесса. Условия опыта: 0,5 г 3% Ni/Al2O3(ФS), Топ = 180 С, Рн2 = 6,0 МПа

№ п/п

t, мин

Степень конверсии,

%

Селективность по сорбиту,

%

Селективность по манниту,

%

Суммарный выход,

%

1 20 38,2 15,1 3,0 18,9

2 40 44,5 17,7 3,1 21,3

3 60 53,0 21,8 3,0 22,6

4 80 54,4 20,3 2,2 23,7

5 100 55,0 20,0 2,1 23,9

Выводы. Однако селективность по сорбиту имеет максимум при давлении 6,0 МПа. То есть, доля нужного нами продукта- сорбита с увеличением давления водорода выше 6,0 МПа снижается за счет образования пятиатомных спиртов. Это выражается в росте суммарного выхода полиолов.

Таким образом, нами в качестве оптимального давления выбрано 6,0 МПа. При осуществлении процесса химического гидролитического гидрирования целлюлозы гуза-паи в сорбит влияние температуры опыта изучали в пределах 140-220 С.

Таким образом, нами показана возможность получения из целлюлозы гуза-паи сорбита методом гидролитического гидрирования в присутствии нанесенного никелевого катализатора.

Определены оптимальные условия процесса: температура опыта – 180 С, давление водорода – 6 МПа, продолжительность реакции – 60 минут.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Кузнецов Б.Н. Каталитическая химия растительной биомассы // Соровский образовательный журнал. Сер. хим. – 1996. – № 12. – C. 47-55.

[2] Алиев Р.Г., Павлова Е.А., Терентьева Э.П. Комплексная химическая переработка древесины. – СПб., 2012. – 74 с.

[3] Сушкова В.И., Воробьева Г.И. Безотходная конверсия растительного сырья в биологически активные вещества. – Киров, 2007. – С. 204.

[4] Вураско А.В. и др. Ресурсосберегающая технология получения целлюлозных материалов при переработке отходов сельскохозяйственных культур // Химия растительного сырья. – 2006. – № 4. – С. 5-10.

[5] Сакович Г.В. и др. Результаты комплексной переработки биомассы // Ползуновский сборник. – 2008. – № 3. – С. 259-266.

[6] Громов Н.В. Каталитические методы переработки целлюлозы в водной среде в ценные химические вещества:

Дис. ... канд. хим. наук. – Новосибирск, 2016 . – 155 с.

[7] Ташкараев Р.А., Турабджанов С.М., Кедельбаев Б.Ш. Ферросплавные никелевые катализаторы для синтезе цик- логексана // Вестник МКТУ им. А. Яссави. Туркестан, 2011. – № 2. – С. 49-51.

[8] Туртабаев С.К., Ташкараев Р.А. Кедельбаев Б.Ш. Катализатор для получения циклогексана.// Заявка № 009736 от 08.04.2011 года на получения Инновационного патента РК.

[9] Терентьева Э.П,. Удовенко Н.К, Павлова Е.А., Алиев Р.Г. Основы химии целлюлозы и древесины: учебно- методическое пособие. – СПб.: ГОУВПО СПбГУ РП, 2010. – 23 с.

[10] Кузнецов Б.Н., Кузнецова С.А., Тарабанько В.Е. Новые методы получения химических продуктов из биомассы деревьев сибирских пород// Российский химический журнал (Журнал российского химического общества им. Д. И. Мен- дедлеева). 2004. – Т. XLVIII, № 3.1. – C. 4-20.

[11] Кузнецов, Б.Н. Каталитические методы в получении химических продуктов из древесной биомассы // Химия в интересах устойчивого развития. – 1989. – Т. 6. – С. 383-396.

[12] Гальбрайх Л.С. Целлюлоза и ее производные // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 11. – C. 47-53.

[13] Аутлов С.А., Базарнова Н.Г., Кушнир Е. Ю. Микрокристаллическая целлюлаза: структура, свойства и области применения (обзор) // Химия растительного сырья. – 2013. – № 3. – C. 33-41.

[14] Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Микрокристаллическая целлюлоза. Химия древесины и синтетичес- ких полимеров: Учебник для вузов. – СПб., 1999. – С. 578-579.

[15] Deng W., Liu M., Tan X., Zhang Q., Wang Y. Conversion of cellobiose into sorbitol in neutral water medium over carbon nanotube-supported ruthenium catalysts // Journal of Catalysis. – 2010. – Vol. 271. – P. 22-32.

[16] Торполов М.А., Тарабукин Д.В., Фролова С.В., Щербакова Т.П., Володин В.В. Ферментативный гидролиз порошковых целлюлоз, полученных различными методами // Химия растительного сырья. – 2007. – № 3. – С. 69-76.

[17] Будаева В.В., Митрофанов Р.Ю., Золотухин В.Н., Обрезкова М.В., Скиба Е.А., Ильясов С.Г., Сакович Г.В., Опарина Л.А., Высоцкая О.В., Колыванов Н.А., Гусарова Н.К., Трофимов Б.А. Пути полной и экологически чистой переработки возобновляемого растительного сырья // Ползуновский вестник. – 2010. – № 4-1. – С. 158 – 167.

[18] Благина В.В. Сверхкритическая вода // Химия и жизнь. – 2007. – № 8.

[19] Григорьев М.Е. Исследование катализатора Ru/полимерная матрица в жидкофазном гидрировании D-глюкозы до D-сорбита: Дис. ... канд. хим. наук. – Тверь, 2012. – 135 с.

[20] Цюрупа М.П., Блинникова З.К., Проскурина Н.А., Пастухов А.В., Павлова Л.А., Даванков В.А. Сверхсшитый

полистирол – первый нанопористый полимерный материал // Российские нанотехнологии. – 2009. – Т. 4, № 9-10. – С. 109-117.

REFERENCES

[1] Kuznecov B.N. Kataliticheskaja himija rastitel'noj biomassy // Sorovskij obrazovatel'nyj zhurnal. Ser. him. 1996. N 12.

P. 47-55.

[2] Aliev R.G., Pavlova E.A., Terent'eva Je.P. Kompleksnaja himicheskaja pererabotka drevesiny. SPb., 2012. 74 p.

[3] Sushkova V.I., Vorob'eva G.I. Bezothodnaja konversija rastitel'nogo syr'ja v biologicheski aktivnye veshhestva. Kirov, 2007. P. 204.

[4] Vurasko A.V. i dr. Resursosberegajushhaja tehnologija poluchenija celljuloznyh materialov pri pererabotke othodov sel'skohozjajstvennyh kul'tur // Himija rastitel'nogo syr'ja. 2006. N 4. P. 5-10.

[5] Sakovich G.V. i dr. Rezul'taty kompleksnoj pererabotki biomassy // Polzunovskij sbornik. 2008. N 3. P. 259-266.

[6] Gromov N.V. Kataliticheskie metody pererabotki celljulozy v vodnoj srede v cennye himicheskie veshhestva: Dis. ...

kand. him. nauk. Novosibirsk, 2016. 155 p.

[7] Tashkaraev R.A., Turabdzhanov S.M., Kedel'baev B.Sh. Ferrosplavnye nikelevye katalizatory dlja sinteze ciklogeksana // Vestnik MKTU im. A. Jassavi. Turkestan, 2011. N 2. P. 49-51.

[8] Turtabaev S.K., Tashkaraev R.A. Kedel'baev B.Sh. Katalizator dlja poluchenija ciklogeksana // Zajavka № 009736 ot 08.04.2011 goda na poluchenija Innovacionnogo patenta RK.

[9] Terent'eva Je.P,. Udovenko N.K, Pavlova E.A., Aliev R.G. Osnovy himii celljulozy i drevesiny: uchebno- metodicheskoe posobie. SPb.: GOUVPO SPbGU RP, 2010. 23 p.

[10] Kuznecov B.N., Kuznecova S.A., Taraban'ko V.E. Novye metody poluchenija himicheskih produktov iz biomassy derev'ev sibirskih porod // Rossijskij himicheskij zhurnal (Zhurnal rossijskogo himicheskogo obshhestva im. D. I. Mendedleeva).

2004. Vol. XLVIII. N 3.1. P. 4-20.

[11] Kuznecov, B.N. Kataliticheskie metody v poluchenii himicheskih produktov iz drevesnoj biomassy // Himija v interesah ustojchivogo razvitija. 1989. Vol. 6. P. 383-396.

[8] Gal'brajh L.S. Celljuloza i ee proizvodnye // Sorosovskij obrazovatel'nyj zhurnal. 1996. N 11. P. 47-53.

[12] Fengel D., Vegener G. Drevesina (himija, ul'trastruktura, reakcii). M.: Lesnaja promyshlennost', 1988. 512 p.

[10] Autlov S.A., Bazarnova N.G., Kushnir E. Ju. Mikrokristallicheskaja celljulaza: struktura, svojstva i oblasti primenenija (obzor) // Himija rastitel'nogo syr'ja. 2013. N 3. P. 33-41.

[13] Azarov V.I., Burov A.V., Obolenskaja A.V. Mikrokristallicheskaja celljuloza. Himija drevesiny i sinteticheskih polimerov:uchebnik dlja vuzov. SPb., 1999. P. 578-579.

[14] Deng W., Liu M., Tan X., Zhang Q., Wang Y. Conversion of cellobiose into sorbitol in neutral water medium over carbon nanotube-supported ruthenium catalysts // Journal of Catalysis. 2010. Vol. 271. P. 22-32.

[15] Torpolov M.A., Tarabukin D.V., Frolova S.V., Shherbakova T.P., Volodin V.V. Fermentativnyj gidroliz poroshkovyh celljuloz, poluchennyh razlichnymi metodami // Himija rastitel'nogo syr'ja. 2007. N 3. P. 69-76.

[17] Budaeva V.V., Mitrofanov R.Ju., Zolotuhin V.N., Obrezkova M.V., Skiba E.A., Il'jasov S.G., Sakovich G.V., Oparina L.A., Vysockaja O.V., Kolyvanov N.A., Gusarova N.K., Trofimov B.A. Puti polnoj i jekologicheski chistoj pererabotki vozobnovljaemogo rastitel'nogo syr'ja // Polzunovskij vestnik. 2010. N 4-1. P. 158-167.

[18] Blagina V.V. Sverhkriticheskaja voda// Himija i zhizn'. 2007. N 8.

[19] Grigor'ev M.E. Issledovanie katalizatora Ru/polimernaja matrica v zhidkofaznom gidrirovanii D-gljukozy do D-sor- bita: Dis. ... kand. him. nauk. Tver', 2012. 135 p.

[20] Cjurupa M.P., Blinnikova Z.K., Proskurina N.A., Pastuhov A.V., Pavlova L.A., Davankov V.A. Sverhsshityj polistirol – pervyj nanoporistyj polimernyj material // Rossijskie nanotehnologii. 2009. Vol. 4, N 9-10. P. 109 - 117.

Б. Ш. Кедельбаев, А. М. Есимова, Д. Е. Құдасова, Г. С. Рысбаева, З. К. Нарымбаева М. Əуезов атындағы ОҚМУ , Шымкент, Қазақстан

СОРБИТ АЛУ МАҚСАТЫНДА ҚОЗА –ПАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗАСЫН БІРЛЕСКЕН ГИДРОЛИЗ-ГИДРЛЕУ ПРОЦЕСІН ЗЕРТТЕУ

Аннотация. Мақалада сорбит алу мақсатында қоза –пая целлюлозасын бірлескен гидролиз-гидрлеу

процесін жүзеге асыруды зерттеу бойынша нəтижелер келтірілген. Бірақ, сорбит бойынша селективтілігі

6,0 МПа қысым кезінде максималды болады. Онда бізге қажетті өнім сорбиттің үлесі сутегі қысымын 6,0 МПа

арттыру кезінде бес атомды спирттердің түзілуінен төмендейді. Бұл полиолдардың шығымы қосындысы-

ның артуымен сипатталады. Осылайша, бізбен оптималды қысым ретінде 6,0 МПа таңдап алынды. Сорбит

алу үшін қоза-пая целлюлозасын химиялық гидролитикалық гидрлеу процесін жүзеге асыру кезінде сынақ

жүргізуде температураның əсерін 140-220 С аралығында зерттедік. Біздің таңдап алынған жағдайлары- мызда қоза-пая целлюлозасын каталитикалық конверсиясы процесінің оптималды жүру уақыты 60 минут.

Алпыс минутқа дейін целлюлоза конверсиясының реакциясы баяу жүреді, ал алпыс минут өткенде оның мəндері ауытқу мəні аралығында болады. Осындай заңдылықтар сорбит бойынша селективтілік көрсеткіш- терінде байқалады.

Түзілген полиолдарға талдау жасау қағазды хроматография əдісімен жүргізіледі. Никел катализаторын қанықтыру əдісімен дайындайды, оған қосымша никел массасынан 5% мөлшерде ферроқұймалар (FS) қо- сады.

Осылайша, бізбен отырғызылған никел катализаторы қатысында гидролитикалық гидрлеу əдісімен қоза-пая целлюлозасынан сорбит алу мүмкіндігі көрсетілген. Процестің оптималды жағдайлары анықталды:

сынақ температурасы – 180 С, сутегі қысымы – 6 МПа, реакция жүру ұзақтығы – 60 минут.

Түйін сөздер: гуза-пая, сорбит, целлюлоза, катализатор, химиялық гидролиз, биомасса.

Сведения об авторах:

Кедельбаев Бахытжан Шилмирзаевич – доктор технических наук, профессор, Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, Высшая школа «Химическая инженерия и Биотехнология», кафедра «Биотехнология»

Есимова Анар Маденовна – кандидат химических наук, доцент, Южно-Казахстанский государст- венный университет им. М. Ауэзова, Высшая школа «Химическая инженерия и Биотехнология», кафедра

«Биотехнология»

Кудасова Дариха Ерадиловна – магистр, преподаватель, Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, Высшая школа «Химическая инженерия и Биотехнология», кафедра «Биотех- нология»

Рысбаева Гулнар Султанбековна – кандидат технических наук, старший преподаватель, Южно-Казах- станский государственный университет им. М. Ауэзова, Высшая школа «Химическая инженерия и Биотех- нология», кафедра «Биотехнология»

Нарымбаева Зауре Каркыновна – кандидат химических наук, доцент, Южно-Казахстанский государст- венный университет им. М. Ауэзова, Высшая школа «Химическая инженерия и Биотехнология», кафедра

«Биотехнология»

Publication Ethics and Publication Malpractice

in the journals of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan

For information on Ethics in publishing and Ethical guidelines for journal publication see http://www.elsevier.com/publishingethics and http://www.elsevier.com/journal-authors/ethics .

Submission of an article to the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan implies that the described work has not been published previously (except in the form of an abstract or as part of a published lecture or academic thesis or as an electronic preprint, see http://www.elsevier.com/postingpolicy ), that it is not under consideration for publication elsewhere, that its publication is approved by all authors and tacitly or explicitly by the responsible authorities where the work was carried out, and that, if accepted, it will not be published elsewhere in the same form, in English or in any other language, including electronically without the written consent of the copyright-holder. In particular, translations into English of papers already published in another language are not accepted.

No other forms of scientific misconduct are allowed, such as plagiarism, falsification, fraudulent data, incorrect interpretation of other works, incorrect citations, etc. The National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan follows the Code of Conduct of the Committee on Publication Ethics (COPE), and follows the COPE Flowcharts for Resolving Cases of Suspected Misconduct ( http://publicationethics.org/files/u2/New_Code.pdf ). To verify originality, your article may be checked by the Cross Check originality detection service http://www.elsevier.com/editors/plagdetect .

The authors are obliged to participate in peer review process and be ready to provide corrections, clarifications, retractions and apologies when needed. All authors of a paper should have significantly contributed to the research.

The reviewers should provide objective judgments and should point out relevant published works which are not yet cited. Reviewed articles should be treated confidentially. The reviewers will be chosen in such a way that there is no conflict of interests with respect to the research, the authors and/or the research funders.

The editors have complete responsibility and authority to reject or accept a paper, and they will only accept a paper when reasonably certain. They will preserve anonymity of reviewers and promote publication of corrections, clarifications, retractions and apologies when needed. The acceptance of a paper automatically implies the copyright transfer to the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan.

The Editorial Board of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan will monitor and safeguard publishing ethics.

Правила оформления статьи для публикации в журнале смотреть на сайте:

www:nauka-nanrk.kz

ISSN 2518-1629 (Online), ISSN 2224-5308 (Print)

http://www.biological-medical.kz/index.php/ru/

Редактор М. С. Ахметова, Д. С. Аленов, Т. М. Апендиев Верстка на компьютере Д. Н. Калкабековой

Подписано в печать 15.05.2017.

Формат 60х881/8. Бумага офсетная. Печать – ризограф.

12,4 п.л. Тираж 300. Заказ 3.

Национальная академия наук РК

050010, Алматы, ул. Шевченко, 28, т. 272-13-18, 272-13-19