ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ НЕДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ И ЕЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

УДК 661.728.8:634.511:634.21

  • Дмитрий Александрович Елатонцев Днепровский государственный технический университет https://orcid.org/0000-0003-1043-418X
  • Елена Владимировна Иванюк Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского https://orcid.org/0000-0003-4112-837X
Ключевые слова: лигнин, целлюлоза, предобработка, удельная поверхность, объём пор, недревесная биомасса

Аннотация

Изучено влияние пероксидно-аммиачного, щелочного, азотнокислотного, органосольвентного и «aqueous ammonia soaking» (AAS) способов делигнификации на степень удаления лигнина из недревесных лигноцеллюлозных отходов: скорлупы грецкого ореха Juglans Regia L. и косточек абрикоса Prunus Armeniaca L. Показано, что максимальная степень делигнификации (94%) достигается при обработке сырья 42 мас% HNO3 и 20 мас% NaOH; минимальная – при пероксидно-аммиачной обработке (80%). Установлено, что наибольшая площадь удельной поверхности (202 м2/г) обеспечивается в результате применения 42 мас% HNO3, а максимальное йодное число (32 мг/г) – при использовании 25 мас% NH4OH. Делигнификация существенно увеличивает удельную поверхность (с 5 м2∙г-1 до 120–200 м2∙г-1) и йодное число (с 6.35 мг∙г-1 до 25–32 мг∙г-1) биомассы, однако при этом на 45–55% снижается обменная емкость материала. Полученные целлюлозные полупродукты, обладающие хорошими физико-химическими характеристиками, могут быть использованы для дальнейшего получения доступных сорбентов или ионообменных материалов. В соответствии с принципами «зеленой химии» отработанные растворы делигнификации по способам AAS и азотнокислотному предлагается утилизировать с получением жидких азотных удобрений.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Дмитрий Александрович Елатонцев, Днепровский государственный технический университет

кандидат технических наук, старший преподаватель

Елена Владимировна Иванюк, Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского

кандидат технических наук, доцент

Литература

Li W., Amos K., Li M., Pu Y., Debolt S., Ragauskas A.J., Shi J. Biotechnol. Biofuels., 2018, vol. 11, pp. 304-318. DOI: 10.1186/s13068-018-1305-7.

Hassan S.S., Williams G.A., Jaiswal A.K. Biores. Tech., 2018, vol. 262, pp. 310–318. DOI: 10.1016/j.biortech.2018.04.099.

Ripu D.K., Kadirvelu K., Kannan G.K. Int. J. Environ. Waste Manag., 2019, vol. 23, pp. 274–299. DOI: 10.1504/IJEWM.2019.10019833.

Kumar A.K., Sharma S. Bioresour. Bioprocess, 2017, vol. 4, pp. 7–26. DOI: 10.1186/s40643-017-0137-9.

Kucharska K., Rybarczyk P., Hołowacz I., Łukajtis R., Glinka M., Kamiński M. Molecules, 2018, vol. 23, pp. 2937–2969. DOI: 10.3390/molecules23112937.

Arenas-Cárdenas P., López-López A., Moeller-Chávez G.E., Leon-Becerril E. Waste. Biomass. Valor., 2017, vol. 8, pp. 161–181. DOI: 10.1007/s12649-016-9559-4.

Ramrakhiani L., Ghosh S., Majumdar S. Appl. Biochem. Biotechnol., 2016, vol. 180, pp. 41–78. DOI: 10.1007/s12010-016-2083-y.

Xie R., Jin Y., Chen Y., Jiang W. Water Sci. Technol., 2017, vol. 76, pp. 3022–3034. DOI: 10.2166/wst.2017.471.

Corbett D.B., Kohan N., Machado G., Jing C., Nagardeolekar A., Bujanovic B. M. Energies, 2015, vol. 8, pp. 9640–9654. DOI: 10.3390/en8099640.

Bagretsov V.F., Chistyakov A.D., Petrova Ye.A. Atomnaya energiya, 1969, vol. 26, no. 5, pp. 469–471. DOI: 10.1007/bf01174116. (in Russ.).

Andronov O.B., Krinitsyn A.P., Strikhar' O.L. Radiokhimiya, 2002, vol. 44, no. 6, pp. 553–557. DOI: 10.1023/a:1022344813163. (in Russ.).

Bykov G.L., Yershov B.G. Zhurnal prikladnoy khimii, 2010, vol. 83, no. 2, pp. 317–320. DOI: 10.1134/s1070427210020254. (in Russ.).

Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. [Labora-tory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 320 p. (in Russ.).

Kinle X., Bader E. Aktivnyye ugli i ikh promyshlennoye primeneniye. [Activated carbons and their industrial applica-tions]. Leningrad, 1984, 216 p. (in Russ.).

Hegyesi N., Vada R.T., Pukánszky B. Appl. Clay Sci., 2017, vol. 146, pp. 50–55. DOI: 10.1016/j.clay.2017.05.007.

Polyanskiy N.G., Gorbunov G.V., Polyanskaya N.L. Metody issledovaniya ionitov. [Research methods of ion exchang-ers]. Moscow, 1976, 208 p. (in Russ.).

Yefanov M.V., Averin R.Yu. Khimiya prirodnykh soyedineniy, 2004, vol. 2, pp. 148–150. DOI: 10.1023/B:CONC.0000033939.81490.d2. (in Russ.).

Nepenin N.N., Nepenin Yu.N. Tekhnologiya tsellyulozy. V 3-kh t. T. III. Ochistka, sushka i otbelka tsellyulozy. Prochiye sposoby polucheniya tsellyulozy. [Cellulose technology. In 3 volumes. Vol. III. Pulp cleaning, drying and bleaching. Other methods for producing cellulose]. Moscow, 1994, 592 p. (in Russ.).

Vurasko A.V., Minakova A.R., Driker B.N. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2010, no. 1, pp. 35-40. (in Russ.).

Zheng D., Zhang Y., Guo Y., Yue J. Polymers, 2019, vol. 11, pp. 1130–1143, DOI: 10.3390/polym11071130.

Bestani B., Benderdouche N., Benstaali B., Belhakem M., Addou A. Biores. Tech., 2008, vol. 99, no. 17, pp. 8441–8444, DOI: 10.1016/j.biortech.2008.02.053.

Kaya M., Şahin Ö., Saka C. Int. J. Chem. Reactor Engineer, 2017, vol. 16, no. 2, pp. 1–13, DOI: 10.1515/ijcre-2017-0060.

Patent 132298 (UK). 2019. (in Russ.).

Teixeira S., Delerue-Matos C., Santos L. Environ. Sci. Pollut. Res., 2012, vol. 19, pp. 3096–3106. DOI: 10.1007/s11356-012-0853-9.

Опубликован
2020-10-22
Как цитировать
1. Елатонцев Д. А., Иванюк Е. В. ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ НЕДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ И ЕЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ // Химия растительного сырья, 2020. № 3. С. 17-24. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/7392.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений