Лигнины что это такое
Лигнин гидролизный
Лигнин является сложным (сетчатым) ароматическим природным полимером, который входит в состав наземных растительных организмов, продуктом биосинтеза. Лигнин занимает втрое место после целлюлозы по распространенности среди полимеров на земле. Он играет очень важную роль в естественном круговороте углерода. Образование лигнина стало возможным вследствие эволюционного перехода растений от водного к наземному образу жизни для того, чтобы обеспечить жесткость и устойчивость стеблей и стволов (как хитин у членистоногих).
Происхождение лигнина
В составе растительной ткани преобладает целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Древесина хвойных пород содержит примерно 23-38 % лигнина, в то время как лиственные породы содержат от 14 до 25%, солома злаков включает примерно 12-20% от массы. Лигнин содержится в клеточных стенках, а также в пространстве между клетками. Таким образом, он скрепляет волокна целлюлозы.
Совместно с гемицеллюлозами он отвечает за показатель механической прочности ствола и стебля. Благодаря лигнину достигается герметичность клеточных стенок, а вследствие наличия красителей в лигнине древесина имеет свой характерный цвет.
Различают:
Примечательно, что лигнин не производят специально. Он, как и его химически модифицированные формы, представляет собой отходы биохимического производства. Во время физико-химических методов переработки растительных волокон молекулярная масса лигнина снижается в несколько раз, но растет его химическая активность.
Получение лигнина
Лигнин, который получается в ходе сульфатного производства, называют сульфатным лигнином. Он в больших количествах степени утилизируется в энергетических установках целлюлозных предприятий.
В сульфитной промышленности получаются смеси сульфитных лигнинов (лигносульфонатов), определенный объем которых скапливается в лигнохранилищах, а остаток попадает со сточными водами завода в акватории рек и озер.
Физические свойства лигнина
Лигнин имеет уровень плотности в пределах 1,25-1,45 г/см3, при этом коэффициент преломления составляет 1,6. Гидролизный лигнин отличается теплотворной способностью, составляющей у абсолютно сухого лигнина 5500-6500 ккал/кг. Теплотворная способность лигнина с уровнем влажности 18-25% достигает 4400-4800 ккал/кг, а у лигнина с уровнем влажности 65% этот показатель составляет лишь 1500-1650 ккал/кг.
Структура частиц гидролизного лигнина – это не плотное тело, а развитая система микро- и макропор. Показатель его внутренней поверхности очень сильно зависит от уровня влажности, например, влажный материал имеет поверхность 760-790 м2/г, а сухой лишь 6 м2/г.
Средневесовая молекулярная масса лигнинов древесины ели, выделенных различными методами
Вид лигнина
Метод определения
Растворитель
Молекулярная масса
Щелочной из солянокислотного
Использование лигнина
Широкое применение лигнина обусловлено его свойствами. Ниже представлены самые востребованные сферы использования гидролизного лигнина:
Брикеты из лигнина
Среди основных достоинств таких брикетов можно выделить:
Лигнин Гидролизный
Химическое название
Сложный трехмерный сетчатый биополимер, ароматической природы. Не существует общей структурной формулы, равно как и названия для Лигнина Гидролизного.
Химические свойства
Данное вещество представляет собой аморфное порошкообразное соединение. Цвет: различные оттенки коричневого. Соединение обладает специфическим запахом. Молекулярная масса от 5000 до 10000. В Лигнине Гидролизном самого лигнина – порядка 50-80%, все остальное — примеси (трудногидролизуемые полисахариды, смолистые вещества, зольные ферменты). Средство плохо растворимо в воде и органических растворителях.
В сухом виде вещество хорошо горит, при распылении взрывоопасно. Температура воспламенения 195 градусов Цельсия, тлеть средство начинает при 185 градусах.
Гидролизный Лигнин нашел широкое применение в различных отраслях науки и промышленности.
Фармакологическое действие
Сорбирующее, антиоксидантное, антидиарейное, гиполипидемическое.
Фармакодинамика и фармакокинетика
В желудочно-кишечном тракте вещество адсорбирует различные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, ксенобиотики, токсины, радиоактивные изотопы, аллергены, аммиак, тяжелые металлы. Средство оказывает положительное влияние в целом на функционирование ЖКТ, тем самым, компенсируя недостаток пищевых волокон, нормализуя микрофлору.
Данное соединение не метаболизируется, после проникновения в желудочно-кишечный тракт выводится в неизменном виде.
Показания к применению
Лекарственное средство используют:
Противопоказания
Препараты на основе Лигнина Гидролизного противопоказаны:
Побочные действия
Обычно вещество хорошо переносится. Редко могут возникнуть: запор, реакции гиперчувствительности, несварение желудка.
Лигнин Гидролизный, инструкция по применению (Способ и дозировка)
Средство выпускают в виде таблеток, гранул, пасты или порошка. В любом случае показан прием вещества перед едой, несколько раз в день.
Перед употреблением вещество необходимо растворить в 300-400 мл воды, перемешивая 2 минуты.
Дозировка устанавливается врачом в том или ином конкретном случае.
Как правило, взрослым назначают от 5 до 7 грамм в средства в день. Для детей, в зависимости от веса, суточная дозировка вдвое меньше.
Курс лечения определяет врач.
Передозировка
Не отмечено случаев передозировки лекарственным средством.
Взаимодействие
Вследствие способности лигнина абсорбировать лекарственные средства, он может снижать их эффективность, замедлять всасывание в ЖКТ.
Условия продажи
Рецепт на препарат не требуется.
Особые указания
При тяжелом течении инфекционных заболеваний рекомендуется использовать средство в составе комплексной терапии.
Следует соблюдать временной интервал между приемом лекарства и прочих препаратов.
При длительном использовании рекомендуется сочетать средство с витаминами группы В, Е, К, D и кальцием.
При беременности и лактации
Лекарство безопасно в использовании у беременных и кормящих женщин.
Лигнин. Что такое лигнин, происхождение, получение, свойства и применение лигнина
Происхождение и получение лигнина
Вместе с гемицеллюлозами он определяет механическую прочность стволов и стеблей. Лигнин обеспечивает герметичность клеточных стенок ( для воды и питательных веществ) и благодаря содержащимся в нем красителям определяет цвет одревесневевшей ткани.
Лигнин прочно физически и химически инкорпорирован в структуре растительной ткани и эффективное выделение его оттуда промышленными методами представляет весьма сложную инженерную задачу.
В гидролизной промышленности получают порошковый т.н. гидролизный лигнин.
В целлюлозном производстве образуются водорастворимые формы лигнина. Существуют две основные технологии варки целлюлозы, более распространенная сульфатная варка (щелочная) и менее употребляемая сульфитная (кислотная) варка.
Лигнин получаемый в сульфатном производстве, т.н. сульфатный лигнин в большой степени утилизируется в энергетических установках целлюлозных заводов.
В сульфитном производстве образуются растворы сульфитных лигнинов (лигносульфонатов), часть которых накапливается в лигнохранилищах, а часть уходит со сточными водами предприятия в реки и озера.
В английской литературе выделяют также:
В той или иной степени утилизацией лигнина занимаются сами производящие его предприятия, но гидролизный лигнин, сульфатный лигнин и лигносульфонаты присутствуют на рынке и как товарные продукты. Международных или российских стандартов на технические лигнины не существует и они поставляются по различным заводским техническим условиям.
Формула и химические свойства лигнина
Принято считать, что молекула лигнина состоит из атомов углерода, кислорода и водорода.
В литературе встречается несколько вариантов формулы лигнина.
Лигнины получаемые из разных растений значительно отличаются друг от друга по химическому составу.
Молекула лигнина неопределенно велика и имеет много разнообразных функциональных групп.
Общей структурной единицей всех видов лигнина является фенилпропан (C9H10), а различия связаны с разным содержанием функциональных групп.
При нормальных условиях лигнин плохо растворяется в воде и органических растворителях. В химических технологиях и в окружающей среде лигнин может участвовать в самых разнообразных химических рекациях и превращениях. Обладает биологической активностью.
Лигнин проявляет пластические свойства при повышенном давлении и температуре, особенно во влажном состоянии.
Утилизация лигнина в природе
Деградация полимерного лигнина происходит под воздействием внеклеточных ферментов-оксидоредуктаз грибов. К данным ферментам в первую очередь относятся лининолитические пероксидазы: лигнин-пероксидаза и Mn-пероксидза, а так же внеклеточная оксидаза – лакказа. Так же лигнинолитичекий комплекс грибов содержит вспомогательные ферменты, в первую очередь производящие перекись водорода для пероксидаз и активные фермы кислорода. Сюда включают такие ферменты как пиранозооксидаза, глюкзооксидаза, глиоксальоксидаза, алклгольарилоксидаза и целлобиозозодегидрогеназа.
Экономическое значение лигнина
Ежегодно в мире получается около 70 млн. тонн технических лигнинов. В энциклопедиях пишут о том, что лигнин является ценным источником химического сырья. К сожалению, пока это сырье организационно, экономически и технически не слишком и не всегда доступно.
Например, разложение лигнина на более простые химические соединения (фенол, бензол и т.п.) при сравнимом качестве получаемых продуктов обходится дороже их синтеза из нефти или газа. По данным International Lgnin Institute в мире используется на промышленные, сельскохозяйственные и др. цели не более 2% технических лигнинов. Остальное сжигается в энергетических установках или захоранивается в могильниках.
В некоторых исследованиях отмечается мутагенная активность технических лигнинов.
Таким образом в народохозяйственном балансе технические лигнины пока представляют собой значительную и постоянно растущую отрицательную величину.
Свойства гидролизного лигнина
Лигнин нетоксичен, обладает хорошей сорбционной способностью.
Некоторые направления применения гидролизного лигнина:
— производство топливных брикетов, в т.ч. в смеси с опилками, угольной и торфяной пылью;
— производства топливного газа, в т.ч. с выработкой электроэнергии в газопоршневых газогенераторах;
— производство брикетированных восстановителей для металлов и кремния;
— производство углей, в т.ч.активированных;
— сорбенты для очистки городских и промышленных стоков, сорбенты для разлитых нефтепродуктов, сорбенты тяжелых металлов, технологические сорбенты;
— сорбенты медицинского и ветеринарного назначения («Полифепан» и т.п.);
— порообразователь в производстве кирпича и др. керамических изделий (взамен опилок и древесной муки);
— сырье для выработки нитролигнина (понизителя вязкости глинистых растворов, применяемых при бурении скважин);
— наполнитель для пластмасс и композиционных материалов, связующее для композиционных материалов («Арбоформ», лигноплиты и т.п.);
— приготовление органических и органо-минеральных удобрений, структурообразователей для естественных и искусственных почв, гербицид при возделывании некоторых культур (бобовых);
— сырье для производства фенола, уксусной и щавелевой кислот;
— добавка в асфальтобетоны (приготовление лигнино-битумных смесей и пр).
Товарные лигносульфонаты получают упариванием обессахаренного сульфитного щелока и выпускают в виде жидких и твердых концентратов сульфитно-спиртовой барды (мол. масса от 200 до 60 тыс. и более), содержащих 50-90% сухого остатка. Лигносульфонаты имеют высокую поверхностную активность, что позволяет использовать их в качестве ПАВ в различных отраслях промышленности, например:
— в строительстве для укрепления низкопрочных материалов и грунтов, а также для обеспыливания покрытий дорожных покрытий, в качестве эмульгатора в дорожных эмульсиях;
— в сельском и лесном хозяйстве для противоэррозиооной обработки почв;
— в качестве сырья для производства ванилина;
— добавка для гранулирования пылящих материалов, антислеживатель.
Представляет собой раствор натриевых солей, характеризующихся высокой плотностью и химической стойкостью. Сульфатный лигнин в сухом виде представляет собой порошок коричневого цвета. Размер частиц лигнина, колеблется в широком интервале от 10 (и менее) мкм до 5 мм. Он состоит из отдельных пористых шарообразных частиц и их комплексов с удельно поверхностью до 20 м 2 /г.
В сульфатном лигнине промышленной выработки в среднем содержится, %: золы — 1,0—2,5, кислоты в расчете на серную — 0,1—0,3, водорастворимых веществ — 9, смолистых веществ — 0,3—0,4, лигнина Класона — около 85. Лигнин имеет достаточно постоянный функциональный состав. В сульфатном лигнине присутствует сера, массовое содержание которой составляет 2,0—2,5%, в том числе несвязанной — 0,4—0,9 %.
Термическая обработка сульфатного лигнина вызывает его разложение с образованием летучих веществ начиная с температуры 190 о С.
Сульфатный лигнин отнесен к практически нетоксичным продуктам, применяемый в виде влажной пасты не пылит и не пожароопасен.
Направления использования сульфатного лигнина:
— сырье для производства фенолоформальдегидных смол и пластиков;
— связующее для бумажных плит, картонов, древесностружечных и волокнистых плит;
— стабилизатор химических пен;
— пластификатор бетонов, керамических и огнеупорных изделий;
— сырье для производства активных осветляющих углей «типа коллактивита».
Литература о лигнине и его применениях
Лигнину и техническим лигнинам посвящена очень большая литература (десятки книг, сотни диссертационных работ и тысячи журнальных статей) на всех основных языках. Многие из них доступны и в интернете, см. например, «Лигнин» статья в Википедии.
Для получения первого впечатления можно использовать, например, следующие имеющиеся в сети книги:
— Химия лигнина, Ф.Э. Браунс, Д.А. Браунс, М. Лесная промышленность, 1964;
— Химия древесины и целлюлозы В.М.Никитин, А.В. Оболенская, В.П. Щеголев М. Лесная промышленность, 1978;
— Переработка сульфатного и сульфитного щелоков, под ред. П.Д. Богомолова и С.А. Сапотницкого, М. Лесная промышленность, 1989;
— Конструкионные материалы из лигнинных веществ, В.А. Арбузов, М. Экология, 1991.
Примечание. Существующие технологии переработки и делигнификации целлюлозного сырья связаны с большими капиталовложениями и не вполне совершенны с точки зрения экологии и др. факторов. Ученые давно изыскивают другие, более эффективные способы организации целлюлозных и биохимических производств, но пока эти разработки не нашли широких промышленных применений.
Уровень потребления и производства целлюлозы, бумаги и др. продуктов биохимии считаются для крупных стран важнейшими показателями развитости экономики в целом. Разумеется не биохимики вносят решающий вклад в загрязнение природы разнообразными отходами и вредными веществами, но там где есть крупные биохимические предприятия их вклад в загрязнение атмосферы и водных ресурсов может быть весьма существенным.
Очевидно, что руководители лесохимической подотрасли на протяжении десятилетий вполне успешно шантажировали государство, кажется что это явление продолжается и сейчас. Заложниками, как всегда, становятся работники предприятий, местные жители и «братья наши меньшие». Закрытие и перепрофилирование Приозерского ЦБК уже принесло заметное улучшение экологии Ладожского озера, однако большое количество приозерцев остаются без работы и по сей день, а город Приозерск находится в депрессивном состоянии.
Отрицать возможность использования лигнина в промышленности и сельском хозяйстве было бы неправильно. Десятилетиями сотни научных организаций во всем мире занимаются исследованиями и разработками в области утилизации свежеизвлеченного и хранимого лигнина. Многие из них в разные годы уже внедрены в промышленности. Дополнительную актуальность эти работы получают в свете возросшего в последние годы интереса к решению экологических проблем и к промышленному использованию всей гаммы растительных ресурсов (biorefinery).
Скорее всего решить проблемы рационального развития биохимических производств без государственного внимания не удастся, ибо рынок головы не имеет, а его нервные узлы как у дождевого червяка расположены в пищеводе. Что, собственно говоря, в очередной раз доказал «начавшийся в 2008 г.» экономический кризис. Произошел ли он при помощи знаменитой невидимой его руки или другого сокрытого члена значения не имеет.
Энтеросорбенты при отравлении: какие выбрать?
Но их существует так много, что сделать свой выбор очень сложно.
Сорбенты могут быть изготовлены из:
Природных пищевых волокон:
На основе целюллозы:
На основе углерода:
На основе поливинилрирролидона:
На основе лигнина (природный полимер):
На основе хитина (оболочка ракообразных): Хитозан.
На основе бурых водорослей: Альгосорб.
Для того, чтобы сделать правильный выбор, важно понимать, в каких ситуациях вы планируете использовать энтеросорбенты.
Вы можете использовать любой сорбент, имеющийся под рукой, если ситуация требует немедленного применения, например:
Да, в таких ситуациях вы можете использовать любой сорбент, но эффективнее и быстрее будет действовать тот, у которого выше сорбционная, связывающая способность.
Сравнительных таблиц всего многообразия сорбентов нет, но есть рейтинг самых распространенных.
Эффективность разных энтеросорбентов
Самая низкая связывающая способность на 1 грамм у средств активированного угля, средняя у Смекты и Энтеросгеля, высокая у Атоксила и Полисорба (другие не сравнивались).
И это важно не только с точки зрения эффективности, но и количества, которое нужно будет принять.
Зависимость от массы тела
То есть: для достаточной эффективности, таблеток активированного угля или порошка Полифепана нужно принять очень много, что может быть дискомфортно, по сравнению с остальными средствами.
Обязательно читайте инструкцию, считайте дозировку исходя из массы тела, таблетированные средства лучше дробить и запивать водой.
БАД или лекарственный препарат
Очень важно обращать внимание, является ли сорбент БАДом, или зарегистрирован как лекарственный препарат.
Это не означает, что БАД изначально имеет качество хуже, но исследований по эффективности и безопасности у таких средств может быть меньше, чем у лекарственных препаратов.
Длительный прием энтеросорбентов
Если ваш врач рекомендовал длительный прием энтеросорбентов (более 4-5 дней), например, в составе комплексной антипаразитарной программы, стоит выбирать средства, не травмирующие слизистые ЖКТ, что особенно важно, если был или есть язвенный или воспалительный процесс.
В таких случаях применение активированного угля, хитина, грубых форм лигнина не рекомендованы, разрешены: Энтеросгель, Альгисорб, Полисорб.
Остальные средства могут обладать закрепляющими свойствами, при длительном применении это нужно учитывать, и употреблять больше воды.
Практически любой энтеросорбент при длительном применении ухудшает всасывание витаминов и полезных веществ, поэтому самостоятельное курсовое применение с желанием «почиститься» не просто бессмысленно, но и может навредить.
Проконсультируйтесь с вашим врачом, обязательно изучайте инструкцию и будьте здоровы!
Природные сорбенты
К сорбентам природного происхождения относятся вещества, способные поглощать и выводить из организма аллергены, токсины и другие вредные компоненты. Сорбенты могут иметь минеральное, растительное или животное происхождение.
Природные сорбенты. Активированный уголь под микроскопом.
Своевременное выведение токсических соединений помогает улучшить состояние организма при пищевых отравлениях, кишечных расстройствах, а также устранить проявления аллергических реакций. Природные сорбенты нередко используют в составе комплексной терапии заболеваний ЖКТ и других органов. Они помогают:
Сорбирующие средства также эффективно нейтрализуют соединения тяжелых металлов, нитратов, облегчают фильтрующую функцию печени. Сорбенты стимулируют процессы естественного очищения организма, оказывают профилактическое действие.
Виды природных сорбентов
В зависимости от способа поглощения токсинов различают:
По химической структуре сорбенты делятся на:
Сорбентами природного происхождения являются и пищевые волокна. Они не перевариваются пищеварительными ферментами и не усваиваются организмом человека. Важное свойство пищевых волокон заключается в способности притягивать и удерживать воду, бактериальные токсины, канцерогены и др.
Существует насколько типов пищевых волокон. Они имеют различное происхождение, отличаются по эффективности и сорбционным характеристикам. К ним относятся:
Включение продуктов, обладающих сорбционными свойствами, поможет очистить кишечник от остаточных продуктов распада лекарственных средств, токсинов. Максимальная концентрация полезных ингредиентов сохраняется в сырых овощах и фруктах.
В зависимости от физико-химических свойств, волокна подразделяются на растворимые (в воде) и нерастворимые. По функциональности они классифицируются на селективные, неселективные, монофункциональные и др.
Свойства и особенности сорбентов
Сорбенты имеют пористую структуру. Именно в порах и фиксируются токсины. При этом важно, чтобы размеры пор и молекул вредных веществ совпадали по размерам, молекулярной массе и тропности (направлению роста). Таким образом, структурные элементы сорбентов «притягивают» вредные компоненты и выводят их через ЖКТ.
Сорбенты улучшают состояние при:
Эффект натуральных сорбентов основан на прямом и опосредованном воздействии на организм.
Прямое воздействие
Косвенное воздействие
Уменьшение воспалительных процессов в пищеварительном тракте. Устранение патогенных микроорганизмов, бактериальных токсинов, связывание продуктов распада и газов
Снижение проявления аллергии, уменьшение нагрузки на печень и почки. Нормализация пищеварительной, моторной и эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта. Нормализация функции иммунной системы
Некоторые абсорбенты обладают протекторным действием. Они блокируют клеточные рецепторы, не позволяя токсичным соединениям проникать внутрь. Энтеросорбция с помощью природных веществ помогает восстановить кишечную микрофлору после отравлений, инфекционных заболеваний, антибактериальной терапии. Природные энтеросорбенты замедляют и устраняют патологические процессы, возникающие при накопительном воздействии вредных веществ.
Натуральные сорбенты. Продукты, выводящие токсины
Применение натуральных адсорбентов
Употребление в пищу продуктов-сорбентов, а также использование готовых аптечных средств помогает устранить последствия отравлений, вывести из организма аллергены. В каждом конкретном случае нужно применять определенные средства.
Например, для очищения и восстановления функциональности ЖКТ можно использовать свежевыжатые овощные соки, например, морковный или свекольный. Собрать токсины из кишечника помогут отруби, а также мякоть свежих яблок. Чтобы нормализовать стул, можно употреблять рисовый отвар, салаты из свежей и квашеной капусты, нерафинированные растительные масла.
К очищающим растительным сорбентам также относятся:
Введение в рацион природных сорбентов помогает очистить организм. Но одного правильного питания не всегда достаточно. Для полноценного очищения кишечника можно использовать и специальные средства, например, полностью натуральное средство «Сорбент Форте». Препарат выводит токсины, аллергены, способствует росту полезной микрофлоры. В составе: оболочка семян подорожника (псиллиум), инулин и 5 видов пробиотических бактерий. Сорбент выводит из кишечника токсины и аллергены, восстанавливает кишечную микрофлору. Средство действует мягко и деликатно, не провоцирует вздутие, не вызывает болей и чувства тяжести.
Очищение организма нужно проводить поэтапно. Во время приема сорбентов важно употреблять достаточное количество жидкости — не менее 1,5–2 л воды в сутки. Проводить очистительные процедуры нужно только после консультации с врачом. Особенно это касается людей, страдающих от хронических заболеваний ЖКТ и других органов.