Аспирант Института высоких технологий ИРНИТУ Куанг Кыонг Хоанг 1 июня успешно защитил кандидатскую диссертацию на тему разделения биомассы соломы пшеницы при термообработке в среде ионной жидкости. Научный руководитель - заведующий кафедрой химии и пищевой технологии им. проф. В.В. Тутуриной, профессор, д.х.н. Сергей Евстафьев.
Защита состоялась на площадке Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (СибГУ) в Красноярске. Оппонентами соискателя ученой степени кандидата химических наук выступили ведущий инженер Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН, профессор, д.х.н. Алексей Гоготов и доцент СибГУ, к.т.н. Лариса Чендылова.
Куанг Кыонг приехал в Иркутск из Вьетнама почти 10 лет назад, чтобы получить качественное высшее образование. В течение пяти лет он изучал в ИРНИТУ химические технологии и окончил специалитет с отличием. В аспирантуре «политеховец» приступил к исследованию химических превращений компонентов биомассы соломы при термообработке в особой среде - в ионной жидкости. Он изучал ее влияние на реакционную способность полисахаридов соломы при кислотном и ферментативном гидролизе (химическая реакция взаимодействия вещества с водой, при которой происходит образование новых соединений). Эта тема стала основой двух диссертаций молодого ученого - аспирантской и кандидатской.
Рассказывая об актуальности исследования, Куанг Кыонг отметил, что с экологической и экономической точек зрения существующие методы выделения полисахаридов и лигнина из лигноцеллюлозного сырья несовершенны. Поэтому химическая и биохимическая промышленность нуждаются в новых предложениях.
Предметом изучения стала солома пшеницы сорта «Ирень». Эксперименты аспирант проводил на современном лабораторном оборудовании ИРНИТУ.«Наше решение связано с применением в качестве растворителя ионных жидкостей (ИЖ). Они характеризуются низкими температурами плавления, высокой химической и термической стабильностью, негорючестью и низким давлением паров. Это дает возможность проводить эффективную обработку лигноцеллюлозного сырья при атмосферном давлении и относительно низкой температуре, - говорит аспирант. - Научные основы данного процесса интенсивно разрабатывают во многих странах. Однако большинство результатов были получены для чистой целлюлозы. Применение ионных жидкостей для более сложной комбинации компонентов лигноцеллюлозного сырья нуждается в дополнительном исследовании».
«Получены новые данные о химизме превращения основных компонентов соломы пшеницы при термообработке в особой среде. Мы определили, что в интервале температур от 80 до 150 градусов протекают процессы аморфизации целлюлозы, вызванные нарушением внутри- и межмолекулярных водородных связей при взаимодействии с ионной жидкостью. Кроме того, выяснилось, что при температурах свыше 120 градусов начинается потеря воды углеводов с образованием красящих веществ и деполимеризация лигнина (превращение полимера в мономер). Происходит гидролиз эфирных связей и реакции, при которой метоксильная группа отщепляется от химических соединений. Интенсивность процессов возрастает при воздействии ультразвука», - пояснил Куанг Кыонг.Молодой ученый установил повышение реакционной способности полисахаридов соломы пшеницы в условиях кислотного и ферментативного гидролиза после ее термообработки в специальной среде в 1,5 и 5,3 раза соответственно. Впервые для извлечения низкомолекулярных продуктов иркутский исследователь использовал методы сверхкритической экстракции диоксидом углерода и адсорбции на активированном угле. Проведенные опыты показали высокую эффективность предложенных методов.
По словам Куанг Кыонга, таким образом, разработана результативная схема фракционирования (разделения) продуктов термообработки биомассы соломы в среде ионной жидкости. Полученные продукты, обладающие высоким содержанием целлюлозы и лигнина с ароматическими фрагментами, могут применяться в качестве объектов научного исследования, а также как сырье для химических и биохимических процессов.
Профессор Сергей Евстафьев отметил, что данная диссертация соответствует специальности «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева, химия древесины».
Куанг Кыонг планирует работать в одном из Вьетнамских институтов. Он намерен не прерывать научные контакты с преподавателями ИРНИТУ и продолжить совместные исследования.
«В настоящее время вопрос по обработке лигноцеллюлозного сырья в среде ионной жидкости слабо изучен. Большая часть известных в литературе исследований выполнена за рубежом с образцами тростника, щепы древесины и кенафа. При выполнении эксперимента аспиранту пришлось работать в основном с иностранными публикациями. Личный вклад Куанг Кыонг состоит в непосредственном участии в подготовке и проведении опытов, интерпретации экспериментальных и расчетных данных, анализе и оформлении результатов в виде публикаций и научных докладов. В частности, результаты научной работы он продемонстрировал на пяти всероссийских конференциях по химии, которые проходили в Иркутске, Барнауле, Улан-Удэ и Москве.
По материалам диссертации аспирант опубликовал 10 статей, из них четыре в журналах, входящих в перечень Высшей аттестационной комиссии России, в том числе, по одной статье в изданиях международных баз Scopus и Web of Science», - сообщил профессор.
Для иностранных граждан, которые собираются получать образование в России, он советует хорошо изучить русский язык и культурные традиции страны.«В Иркутск я приехал по программе обмена студентов. Иркутский технический университет привлек меня своей масштабностью и компетентными специалистами. Я благодарю за работу преподавательский состав кафедры химии и пищевой технологии, особенно признателен Сергею Николаевичу Евстафьеву, который на третьем курсе поддержал мой интерес к науке.
В Сибири меня поразил снег, который я раньше никогда не видел. Своей потрясающей энергетикой впечатлило величественное озеро Байкал. Прожив здесь несколько лет, я убедился, что в Сибири очень интересные, отзывчивые люди.
Дома меня ждут жена и сын. Вернувшись во Вьетнам, я подробно расскажу родным и друзьям о жизни в России, о научной работе в ИРНИТУ. В подарок близким я купил русскую матрешку, а также много вкусных шоколадных конфет», - отметил Куанг Кыонг.
Людмила Портнова
