Ферментативная гидролизуемость и механическая прочность целлюлозных волокон | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 августа, печатный экземпляр отправим 7 августа.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №8 (142) февраль 2017 г.

Дата публикации: 28.02.2017

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Назаров К. К., Эргашева З. К. Ферментативная гидролизуемость и механическая прочность целлюлозных волокон // Молодой ученый. — 2017. — №8. — С. 60-62. — URL https://moluch.ru/archive/142/40047/ (дата обращения: 21.07.2019).



Установлена корреляция между механической прочностью и биоповреждаемостью волокон генетически разных линий хлопчатника. Выявлено, чем меньше механическая прочность, тем выше ферментативная гидролизуемость волокон хлопчатника. Сгруппированы следующие характерные признаки гидролиза, определяющие прочности целлюлозных волокон по накоплению продукта гидролиза — глюкозы в реакционной смеси. Итак, а) стойкие — (Л — 36, Л — 501, Л — 525, Л — 602); б) средне-стойкие — (Л — 12, Л — 12–1, Л — 654), в) нестойкие — (Л — 468, Л — 469, Л-532).

Ключевые слова: хлопчатник, гидролиз, волокна, сырье, сорт, скорость, температура, прочность, процесс

The Installed correlation between mechanical toughness and bio damageability of the filaments of the genetic miscellaneous cotton plant line. It Is Revealed that than mechanical toughness less, that above enzymatic hydrolyzability filaments of the cotton plant. Will Grouped following typical signs of hydrolysis, defining toughness of the cellulose filaments on accumulation of the product of hydrolysis — a glucoses in reactionary mixture. The Ithaca, but) steadfast — (L — 36, L — 501, L — 525, L — 602) b) fair steadfast — (L — 12, L — 12–1, L — 654), in) unendurable — (L — 468, L — 469, L-532).

Keywords: cotton plant, hydrolysis, filament, raw material, sort, velocity, the temperature, toughness, process

Хлопковое волокно является весьма сложной системой, химический состав и физико-химические свойства которой изменяются с возрастом. Рост и развитие волокна, его физико-химические свойства зависят от сорта хлопчатника, а также ряда других факторов. В состав хлопкового волокна входят самые различные, чрезвычайно сложные химические соединения, соотношение которых изменяется с возрастом волокна. Основной составной частью хлопкового волокна является целлюлоза, которая образуется в день цветения хлопчатника. По мере роста и развития волокна растет количественное содержание целлюлозы. Этот рост различную скорость в различные периоды вегетации и продолжается до момента полного раскрытия коробочек. В практическом использовании хлопкового волокна, как текстильного сырья, достаточно изучить его внешние морфологические признаки и технологические качества. Однако, прочность изготовленного материала, его носкость, устойчивость к действию температуры и механическим воздействиям, а также эффективность ферментативного гидролиза зависят, прежде всего, от его тонкой структуры [1].

На рис.3 представлены результаты кинетики, по влиянию концентрации субстрата на скорость гидролиза целлюлозных волокон в координатах Лайнунвера-Берка. Из представленных данных видно, что при гидролизе хлопковых волокон с низкой механической прочностью значение Vмакс. высока (рис. 1, кривая 1) и субстрат гидролизуется с высокой скоростью. С увеличением механической прочности волокна скорость гидролиза уменьшается.

Рис. 1. Влияние концентрации субстрата на скорость гидролиза в координатах Лайнунвера-Берка

Так, например, при гидролизе хлопковых волокон линии Л-532, Л-22 и Л-36 максимальная скорость гидролиза Vм составляла 3,33; 1,66 и 0,9 мг/мл час, соответственно (рис 3, кривые 1, 2 и 3). Значение Км увеличивается с повышением механической прочности волокон генетически разных линий хлопчатника и составляет 35,50 и 48 мг/мл для волокон линий Л-532, Л-22 и Л-36, соответственно.

В гетерогенных системах на скорость гидролиза целлюлозных волокон наиболее важное влияние оказывают такие факторы, как реакционная способность глюкозидных связей субстратов: степени кристалличности и полимеризации исходного материала: величины доступной поверхности:

− полидисперстность целлюлозы: наличие в составе субстрата посторонних примесей и др. Исследование таких систем является сложным, поскольку имеется много трудно поддающихся учету факторов, оказывающих влияние при исследовании кинетики ферментативных реакции [2].

Известно, что прочность волокна зависит не только от сортов хлопчатника, но и от накопления и формирования в нем целлюлозы. Чем выше прочность, тем больше их упорядоченность и кристалличность. Менее прочные волокна хлопчатника содержат больше аморфных участков целлюлозы. Проведенные исследования показали, что, хлопковые волокна с высокой упорядоченностью и высокой прочностью подвергается ферментативному гидролизу в меньшей степени. Как видно из таблицы 1 чем ниже прочность волокна, тем выше гидролизуемость целлюлозных волокон. Так, например хлопковые волокна с прочностью 5,2 г. с. (Л — 36), гидролизуются с меньшей скоростью чем хлопковые волокна имеющие прочность 3,2 г. с. (Л — 532). За счет их ферментативного гидролиза реакционной среде содержание глюкозы и ВС (восстанавливающих сахаров) составляет 1,054 и 4,9 г/л., против 3,069 и 9,2 г/л, соответственно. Сравнительный анализ полученных данных позволили выявить обратную корреляцию между прочностью и гидролизуемостью волокон имеющих разные параметры по прочности. Хотя в отдельных случаях наблюдается несоответствие, так например, если механическая прочность волокон относительно высокая, они с высокой скоростью подвергаются к ферментативному гидролизу.

Таблица 1

Взаимосвязь между механико-физическими свойствами иферментативной гидролизуемости волокон различных линий хлопчатника

Линии

Прочностьг.с.

Линейная плотность

Относительная разрывная

Выход глюкозы

Выход ВС

1

Л-532

32

6080

19,5

3,069

11,2

2

Л-466

3,5

7200

25,2

2,544

8,80

3

Л-37

3,9

6390

24,9

2,270

7,73

4

Л-22

4,0

6920

27,7

1,996

7,23

5

Л-621

4,1

6330

26,0

1,793

7,19

6

Л-627

4,4

7640

33,8

1,941

6,32

7

Ф-108

4,4

6020

26,5

2,401

5,57

8

Л-653

4,5

5600

25,2

1,850

5,70

9

Л-26

4,5

5440

24,5

2,271

6,01

10

Л-36

5,2

4380

22,8

1,054

4,90

Из данных таблицы 1 видно, что у линий Л — 627 и Ф — 108 прочность волокна одинаковая (4,4 г. с.), но гидролизуемость (по выходу глюкозы) различны. Волокно линии Ф — 108 имеет линейную плотность 6020 текс и относительную разрывную нагрузку 26,5 г. с. текс, накопление продукта гидролиза — глюкозы равно 2,401 г/л. Тогда как для Л — 627 с более высокой линейной плотностью 7640 текс и относительной разрывной нагрузкой 33,8 г. с. текс, биоразложение менее выражено и выход глюкозы в конце процесса составляет всего 1,94 г/л. У линий Л — 653 и Л — 26 по результатам гидролиза можно наблюдать аналогичную закономерность.

Рис. 2. Корреляция между прочностью и биогидролизуемостью волокон хлопчатника

Исходя из полученных данных можно заключить, что технологические свойства волокна могут существенно влиять на процесс деструкции волокна. Следует отметить, что при этом прочность волокна имеет большое значение и играет основную роль в процессе ферментативного гидролиза.

Литература:

  1. Муратов Г. А. Ферментативная конверция хлопковой целлюлозы. Т.: Мехридарё, 2007. — 208 с.
  2. Рахимов М. М. Некоторые актуальные вопросы современной биотехнологии // Вестник ТашГУ. — 1997. № 1. — С. 38–48.
  3. Клесов А. А., Сыницин А. П. Ферментативный гидролиз целлюлозы. Влияние физико-химических и структурных факторов субстрата на эффективности ферментативного гидролиза // Биоорганическая химия. — 1981. № 12. — С. 1801–1812.
Основные термины (генерируются автоматически): ферментативный гидролиз, волокно, скорость гидролиза, прочность волокна, хлопковое волокно, механическая прочность, выход глюкозы, прочность, линейная плотность, высокая скорость.


Похожие статьи

Влияние различной верхней средней длины волокна на...

В свзи с этим, прочность волокон является одним из основных свойств пряжи. Это свойство волокон имеет большое значение при выработке пряжи.

Длинное волокно обычно бывает более тонким. Хлопковое волокно по сравнению с другими волокнами более короткое.

Влияние условий хранения и сушки на надмолекулярную структуру...

То есть менее прочные волокна легко подвергаются кислотному гидролизу по сравнению с прочными волокнами. Уменьшению прочности с одной стороны способствовало действие термофильных грибов, находящихся в середине бунта хранения...

Влияние показателя микронейра волокна на... | Молодой ученый

Ключевые слова: хлопковое волокно, показатель микронейра волокна, прочность, относительная разрывная нагрузка, квадратическая неровнота по прочности.

Кинетика изменения прочности волокна при хранении...

Прочность волокна на разрыв — одна из основных статических характеристик волокна, оценивающих предельную нагрузку на волокно при его одноосном нагружении до момента разрушения в наиболее слабом сечении.

Исследование физико-механических свойств сырья, полученного...

Линейная плотность волокна, мтекс.

Полученные результаты прочности хлопкового волокна с 1- варианта по 4-вариант не изменяются, в 5 и 6-вариантах относительно исходного образца прочность на 0,1 сН уменьшается.

Изменение качественных показателей трикотажных полотен гладь...

Поверностная плотность полотна зависит сырьевого состава и вида используемых нитей, изменений линейной плотности, плотности ткани.

Потому что, исключительная величина прочности трикотажных полотен высока. В связи с этим, для производства качественного...

Расширение спектра свойств целлюлозных композиционных...

Ферментативная гидролизуемость и механическая прочность целлюлозных волокон. Анализ химических аспектов модификации волокон целлюлозы. Исследование механических свойств серных композиционных материалов на кварцевом наполнителе.

Особенности действия квасильного раствора | Статья в журнале...

Прочность волоконец после обработки не снижается.

Наибольший интерес для нас представляет первая группа ферментовгидролизы.

Распад мальтозы до глюкозы происходит под действием фермента мальтазы.

Влияние различной верхней средней длины волокна на...

В свзи с этим, прочность волокон является одним из основных свойств пряжи. Это свойство волокон имеет большое значение при выработке пряжи.

Длинное волокно обычно бывает более тонким. Хлопковое волокно по сравнению с другими волокнами более короткое.

Влияние условий хранения и сушки на надмолекулярную структуру...

То есть менее прочные волокна легко подвергаются кислотному гидролизу по сравнению с прочными волокнами. Уменьшению прочности с одной стороны способствовало действие термофильных грибов, находящихся в середине бунта хранения...

Влияние показателя микронейра волокна на... | Молодой ученый

Ключевые слова: хлопковое волокно, показатель микронейра волокна, прочность, относительная разрывная нагрузка, квадратическая неровнота по прочности.

Кинетика изменения прочности волокна при хранении...

Прочность волокна на разрыв — одна из основных статических характеристик волокна, оценивающих предельную нагрузку на волокно при его одноосном нагружении до момента разрушения в наиболее слабом сечении.

Исследование физико-механических свойств сырья, полученного...

Линейная плотность волокна, мтекс.

Полученные результаты прочности хлопкового волокна с 1- варианта по 4-вариант не изменяются, в 5 и 6-вариантах относительно исходного образца прочность на 0,1 сН уменьшается.

Изменение качественных показателей трикотажных полотен гладь...

Поверностная плотность полотна зависит сырьевого состава и вида используемых нитей, изменений линейной плотности, плотности ткани.

Потому что, исключительная величина прочности трикотажных полотен высока. В связи с этим, для производства качественного...

Расширение спектра свойств целлюлозных композиционных...

Ферментативная гидролизуемость и механическая прочность целлюлозных волокон. Анализ химических аспектов модификации волокон целлюлозы. Исследование механических свойств серных композиционных материалов на кварцевом наполнителе.

Особенности действия квасильного раствора | Статья в журнале...

Прочность волоконец после обработки не снижается.

Наибольший интерес для нас представляет первая группа ферментовгидролизы.

Распад мальтозы до глюкозы происходит под действием фермента мальтазы.

Похожие статьи

Влияние различной верхней средней длины волокна на...

В свзи с этим, прочность волокон является одним из основных свойств пряжи. Это свойство волокон имеет большое значение при выработке пряжи.

Длинное волокно обычно бывает более тонким. Хлопковое волокно по сравнению с другими волокнами более короткое.

Влияние условий хранения и сушки на надмолекулярную структуру...

То есть менее прочные волокна легко подвергаются кислотному гидролизу по сравнению с прочными волокнами. Уменьшению прочности с одной стороны способствовало действие термофильных грибов, находящихся в середине бунта хранения...

Влияние показателя микронейра волокна на... | Молодой ученый

Ключевые слова: хлопковое волокно, показатель микронейра волокна, прочность, относительная разрывная нагрузка, квадратическая неровнота по прочности.

Кинетика изменения прочности волокна при хранении...

Прочность волокна на разрыв — одна из основных статических характеристик волокна, оценивающих предельную нагрузку на волокно при его одноосном нагружении до момента разрушения в наиболее слабом сечении.

Исследование физико-механических свойств сырья, полученного...

Линейная плотность волокна, мтекс.

Полученные результаты прочности хлопкового волокна с 1- варианта по 4-вариант не изменяются, в 5 и 6-вариантах относительно исходного образца прочность на 0,1 сН уменьшается.

Изменение качественных показателей трикотажных полотен гладь...

Поверностная плотность полотна зависит сырьевого состава и вида используемых нитей, изменений линейной плотности, плотности ткани.

Потому что, исключительная величина прочности трикотажных полотен высока. В связи с этим, для производства качественного...

Расширение спектра свойств целлюлозных композиционных...

Ферментативная гидролизуемость и механическая прочность целлюлозных волокон. Анализ химических аспектов модификации волокон целлюлозы. Исследование механических свойств серных композиционных материалов на кварцевом наполнителе.

Особенности действия квасильного раствора | Статья в журнале...

Прочность волоконец после обработки не снижается.

Наибольший интерес для нас представляет первая группа ферментовгидролизы.

Распад мальтозы до глюкозы происходит под действием фермента мальтазы.

Влияние различной верхней средней длины волокна на...

В свзи с этим, прочность волокон является одним из основных свойств пряжи. Это свойство волокон имеет большое значение при выработке пряжи.

Длинное волокно обычно бывает более тонким. Хлопковое волокно по сравнению с другими волокнами более короткое.

Влияние условий хранения и сушки на надмолекулярную структуру...

То есть менее прочные волокна легко подвергаются кислотному гидролизу по сравнению с прочными волокнами. Уменьшению прочности с одной стороны способствовало действие термофильных грибов, находящихся в середине бунта хранения...

Влияние показателя микронейра волокна на... | Молодой ученый

Ключевые слова: хлопковое волокно, показатель микронейра волокна, прочность, относительная разрывная нагрузка, квадратическая неровнота по прочности.

Кинетика изменения прочности волокна при хранении...

Прочность волокна на разрыв — одна из основных статических характеристик волокна, оценивающих предельную нагрузку на волокно при его одноосном нагружении до момента разрушения в наиболее слабом сечении.

Исследование физико-механических свойств сырья, полученного...

Линейная плотность волокна, мтекс.

Полученные результаты прочности хлопкового волокна с 1- варианта по 4-вариант не изменяются, в 5 и 6-вариантах относительно исходного образца прочность на 0,1 сН уменьшается.

Изменение качественных показателей трикотажных полотен гладь...

Поверностная плотность полотна зависит сырьевого состава и вида используемых нитей, изменений линейной плотности, плотности ткани.

Потому что, исключительная величина прочности трикотажных полотен высока. В связи с этим, для производства качественного...

Расширение спектра свойств целлюлозных композиционных...

Ферментативная гидролизуемость и механическая прочность целлюлозных волокон. Анализ химических аспектов модификации волокон целлюлозы. Исследование механических свойств серных композиционных материалов на кварцевом наполнителе.

Особенности действия квасильного раствора | Статья в журнале...

Прочность волоконец после обработки не снижается.

Наибольший интерес для нас представляет первая группа ферментовгидролизы.

Распад мальтозы до глюкозы происходит под действием фермента мальтазы.

Задать вопрос