Лаборатория комплексной переработки биомассы

Заведующий лабораторией: д.х.н. В.Е. Тарабанько

Тел.: (391) 249-48-97
Факс: (391) 243-93-42
E-mail: veta@icct.ru

Лаборатория комплексной переработки биомассы была выделена в качестве самостоятельного структурного подразделения в 1991 году из лаборатории каталитической химии угля и биомассы, в составе которой она существовала на правах самостоятельной группы с 1986 года. Лаборатория состоит из 6 научных сотрудников, в том числе – 3-х докторов наук, в ней также работают 2 аспиранта очной формы обучения.

Основные направления работ

Исследование закономерностей окислительных превращений основных химических компонентов древесной биомассы: лигнина и карбогидратов

Разработка научных основ новых процессов получения ванилина, сиреневого альдегида, левулиновой кислоты и их производных из растительных полимеров для пищевой, фармацевтической и химической отраслей производства.

Важнейшие результаты исследований

На основе кинетических исследований реакций щелочного окисления растительных лигнинов и индивидуальных соединений, моделирующих фрагменты их структуры предложен новый механизм образования ароматических альдегидов при щелочном окислении лигнинов одноэлектронными окислителями. Для доказательства предложенного механизма, включающего переход от стадии окисления фенольной группы лигнина к заключительной реакции ретроальдольного расщепления фенилпропановой структуры через стадию СН-кислотной диссоциации концевой метильной группы хинометидного радикала были использованы экспериментальные методы и квантово-химические расчеты.

С использованием метода регистрации поглощения кислорода на начальной стадии кислородно-щелочной делигнификации древесины впервые определены порядки процесса по кислороду и гидроксид-иону. Экспериментально зарегистрированы режимы, в которых процесс делигнификации древесины экологически чистым реагентом – молекулярным кислородом, протекает как как короткоцепной, длинноцепной или вырожденно-разветвленный.

На укрупненной проточной установке производительностью до 3 литров в час по жидкой фазе отработаны технологические режимы процесса каталитического окисления лигносульфонатов в ванилин, преимуществами которого по сравнению с промышленными являются: на порядок более высокая производительность, пониженный на 50% расход сырья, применение более эффективных и менее токсичных экстрагентов ванилина. При использовании в качестве сырья опилок древесины получен сиреневый альдегид, ванилин и левулиновая кислота с выходом, соответственно, 4 вес.%, 1,5 вес.% и 15 вес.%.

Научное сотрудничество

Лаборатория активно сотрудничает с лабораторией каталитической химии угля и биомассы ИХХТ СО РАН, входит в состав Учебно-научного центра по использованию лесных ресурсов Сибири, образованного на базе СГТУ, ИЛ СО РАН, ИХХТ СО РАН, а также в состав Исследовательской кафедры, образованной на базе кафедры органической химии КГУ и Отдела химии природного органического сырья ИХХТ СО РАН, сотрудничает с Университетом Нанси (Франция) и Институтом карбохимии (Сарагоса, Испания) по проблемам переработки древесной биомассы.

Разработки лаборатории защищены Пат. РФ №№ 2055831, 2055832, 2058291, 2059599, 2059600, 2059601, 2065434, 2072980, 2119427.

По материалам работы защищена диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук.

Основные публикации

1. Тарабанько В.Е., Первышина Е.П., Злотникова Н.В., Кузнецов Б.Н. Исследование влияния концентрации гидроксмд-иона на кинетику окисления древесины кислородом. Химия растительного сырья, № 3, 1998, с. 47-53.
2. Тарабанько В.Е., Коропачинская Н.В., Кудряшев А.В., Первышина Е.П., Кузнецов Б.Н., Поляков С.В., Золотухин В.Н. Исследование процесса переработки пшеничной соломы в ароматические альдегиды и левулиновую кислоту, Химия растительного сырья, № 3, 1998, с. 59-64.
3. Тарабанько В.Е., Гульбис Г.Р., Иванченко Н.М., Коропачинская Н.В., Кузнецов Б.Н. Исследование процессов переработки древесины и лигносульфонатов в продукты тонкого органического синтеза. Химия в интересах устойчивого развития, т.4, № 4-5, 1996, с.405-417.
4. Тарабанько В.Е., Ильина И.И., Петухов Д.В., Первышина Е.П. О механизме окислительного расщепления углерод-углеродной связи лигнинов в щелочной среде. Химия растительного сырья, № 3, 1997, с. 51-58.
5. Taraban`ko V.E., Fomova N.A., Kuznetsov B.N., Kudryashev A.V., Ivanchenko N.M. On mechanism of vanillin formation in catalytic oxidation of lignin with oxygen, React. Kinet. Catal. Lett., 1995, vol.55, No 1, p. 161-170.
6. Тарабанько В.Е., Коропачинская Н.В., Кудряшев А.В.,Кузнецов Б.Н., Влияние природы лигнина на эффективность каталитического окисления в ванилин и сиреневый альдегид, Изв. РАН, сер.хим., N2, 1995, с.375-379.