Ключевые слова
щелочная делигнификация
азотная кислота
ферментативный гидролиз
биоэтанол
бактериальная наноцеллюлоза
молочная кислота
фактор экологичности
Как цитировать
Аннотация
Одним из основных требований к современным промышленным процессам, является требование минимизации вреда для окружающей среды. Переработка растительной биомассы считается одним из самых перспективных направлений получения промышленно значимых продуктов. Процессы биотрансформации растительного сырья относятся к наиболее экологичным процессам. В данной работе приведена схема биотрансформации биомассы мискантуса гигантского в биоэтанол, бактериальную наноцеллюлозу и молочную кислоту. Эта схема оценивалась с точки зрения получения максимальных выходов целевых продуктов и минимизации воздействия на окружающую среду. Можно однозначно отметить преимущество одностадийной обработки мискантуса гигантского разбавленным раствором азотной кислоты, этот метод позволяет повысить выход биоэтанола на 11-40 %, бактериальной наноцеллюлозы на 13-30 %, молочной кислоты на 7-28 %, по сравнению с другими способами предобработки. В этом случае факторы экологичности имеют наименьшие значения, причём наиболее экологичным является трансформация биомассы мискантуса гигантского в бактериальную наноцеллюлозу.
Литература
2. Barbash, V.A., Yashchenko, O.V., Vasylieva, O.A. Preparation and application of nanocellulose from Miscanthus × giganteus to improve the quality of paper for bags. SN Appl. Sci. 2020, 2, 727. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2529-2
3. Boakye-Boaten, N.A., Kurkalova, L., Xiu, S., Shahbazi, A. Techno-economic analysis for the biochemical conversion of Miscanthus x giganteus into bioethanol. Biomass and Bioenergy. 2017, 98, 85-94. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2017.01.017.
4. Brienza, F., Cannella, D., Montesdeoca, D., Cybulska, I., & Debecker, D. P. (2024). A guide to lignin valorization in biorefineries: traditional, recent, and forthcoming approaches to convert raw lignocellulose into valuable materials and chemicals. RSC Sustainability, 2(1), 37-90. https://doi.org/10.1039/D3SU00140G
5. Dželetović, Ž., Andrejić, G. Z., Simić, A., Geren, H. Influence of rhizome mass on the crop establishment and dry matter yield of Miscanthus× giganteus over ten seasons. Journal of Agricultural Sciences (Belgrade). 2019, 64(1), 21-35. https://doi.org/10.2298/JAS1901021D
6. Makul N. Modern sustainable cement and concrete composites: Review of current status, challenges and guidelines // Sustainable Materials and Technologies/ 2020. 25. e00155. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2020.e00155
7. Ovchinnikova E. V. et al. Bioprocessing of oat hulls to ethylene: Impact of dilute HNO3-or NaOH-pretreatment on process efficiency and sustainability //ACS Sustainable Chemistry & Engineering. – 2021. – Vol. 9. – №. 49. – P. 16588-16596. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c05112
8. Shavyrkina NA, Skiba EA. Obtaining lactic acid from oat husks // Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2021. 11 (1). 99–106. (In Russian) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2021-11-1-99-10621
9. Skiba E.A., Ovchinnikova E.V., Budaeva V.V., Banzaraktsaeva S.P., Kovgan M.A., Chumachenko V. A., Mironova G.F., Kortusov A.N., Parmon V.N., Sakovich, G. V. Miscanthus bioprocessing using HNO3-pretreatment to improve productivity and quality of bioethanol and downstream ethylene // Industrial Crops and Products. 2022. 177. 114448. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114448
10. Skiba E.A., Gladysheva E.K., Golubev D.S., Budaeva V.V., Aleshina L.A., Sakovich G.V., Self-standardization of quality of bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii in nutrient media derived from Miscanthus biomass // Carbohydrate Polymers. 2021. 252. 117178, https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117178
11. Zhang, Y., Oates, L.G., Serate, J., Xie, D., Pohlmann, E., Bukhman, Y.V., Karlen, S.D., Young, M.K., Higbee, A., Eilert, D., Sanford, G.R., Piotrowski, J.S., Cavalier, D., Ralph, J., Coon, J.J., Sato, T.K., Ong, R.G. Diverse lignocellulosic feedstocks can achieve high field-scale ethanol yields while providing flexibility for the biorefinery and landscape-level environmental benefits. GCB Bioenergy. 2018, 1-16. https://doi.org/10.1111/gcbb.12533
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.