ПИРОЛИЗ ХВОИ PICEA OBOVATA LEDEB.: ТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, КИНЕТИКА, МЕХАНИЗМЫ РЕАКЦИЙ:

Сергей Реджинальдович Лоскутов; Лилит Кареновна  Казарян; Галина Васильевна Пермякова

doi:10.14258/jcprm.20250315453

Сергей Реджинальдович Лоскутов Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: lsr@ksc.krasn.ru
Лилит Кареновна Казарян Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: kazaryan.lk@ksc.krasn.ru
Галина Васильевна Пермякова Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: permyakova.gv@ksc.krasn.ru

https://doi.org/10.14258/jcprm.20250315453

Ключевые слова: послеэкстракционный остаток хвои ели, термогравиметрия, пиролиз, кинетика, механизмы реакций

Аннотация

Исследование посвящено актуальной проблеме – пиролитической переработке древесной зелени (ДЗ) хвойных деревьев на примере хвои Picea obovata Ledeb., которая составляет до 70% биомассы ДЗ. Целью работы было определение с помощью аналитической системы TG 209 F1 (NETZSCH, Германия) параметров процесса пиролиза послеэкстракционного остатка (ПЭО) хвои, которые необходимы для создания эффективной технологии пиролиза ДЗ хвойных. На базе данных по термогравиметрии ПОЭ установлены: выход биоугля – 24.79±1.05% (коэффициент вариации – 4.16%); профиль потери массы ПОЭ, зависимость энергии активации от степени конверсии с использованием изоконверсионной модели Озавы-Флинна-Уолла (ОФУ); термодинамические параметры DG, DH, DS. Средние значения Е_а, DG, DH, DS составили 259.8, 158.3, 240.4 кДж/моль и 247.9 Дж/(моль×К) соответственно. Термодеструкция ПЭО протекает по механизму нуклеации и реакции, контролируемой границей раздела фаз. Полученные результаты являются новыми для такого типа растительного сырья и способа переработки и будут востребованы при создании соответствующей инновационной технологии в РФ, где научным разработкам пиролиза древесной зелени хвойных, фактически не уделяется внимание.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Сергей Реджинальдович Лоскутов, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

доктор химических наук, академик IAWS, главный научный сотрудник

Лилит Кареновна Казарян, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

инженер

Галина Васильевна Пермякова, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

научный сотрудник

Литература

Mednikov F.A. Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal, 1976, no. 3, pp. 116–118. (in Russ.).

Gvozdev V.K., Volkovich A.P. Trudy BGTU, 2021, no. 2, pp. 66–72. (in Russ.).

GOST 21769-84. Gosudarstvennyy standart. Zelen' drevesnaya. Tekhnicheskiye usloviya. [GOST 21769-84. State standard. Wood greenery. Specifications]. Moscow, 1984, 7 p. (in Russ.).

Sibirskiy khvoynyy doktor [Siberian conifer doctor]. URL: https://pk-ecovit.ru/katalog/. (in Russ.).

Yagodin V.I. Osnovy khimii i tekhnologii pererabotki drevesnoy zeleni. [Fundamentals of chemistry and technology of processing wood greenery]. Leningrad, 1981, 224 p. (in Russ.).

Levin E.D., Repyakh S.M. Pererabotka drevesnoy zeleni. [Processing of wood greenery]. Moscow, 1984, 120 p. (in Russ.).

Kumain A., Bhattacharya T.K., Sharma H.K. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 2020, vol. 9, no. 10, pp. 3675–3690. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2020.910.425.

Graciela I., Bolzon de Muniz G.I., Lengowski E.C., Nisgoski S. Cerne, Lavras, 2014, vol. 20, no. 2, pp. 245–250.

Li W., Chen T., Zhang Z., Du C., Wang G. 2019 International Conference on Applied Chemistry and Industrial Catal-ysis. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 729, 012076. https://doi.org/10.1088/1757-899x/729/1/012076.

Pandey D., Daverey A., Dutta K., Yata V.K., Arunachalam K. Environmental Technology & Innovation, 2022, vol. 25, 102200. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.102200.

Kazaryan L.K., Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Plyashechnik M.A., Permyakova G.V., Shimova Yu.S. Lesnoy vestnik, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 84–97. (in Russ.).

Loskutov S.R., Semenovich A.V., Aniskina A.A., Permyakova G.V., Plyashechnik M.A. Produkty tekhnicheskogo naznacheniya iz kory khvoynykh porod. [Technical products from the bark of coniferous trees]. Novosibirsk, 2010, 113 p. (in Russ.).

Loskutov S.R., Permyakova G.V., Aniskina A.A., Peryshkina G.I. Rastitel'nyye resursy, 1997, vol. 33, no. 2, pp. 74–78. (in Russ.).

Godois Baroni É., Tannous K., Rueda-Ordónez Y.J., Tinoco K. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2015, vol. 123, no. 2, pp. 909–917.

Savitzky A., Colay M.J.E. Analytical Chemistry, 1964, vol. 36, no. 8, pp. 1627–1639.

Luo J., Ying K., He P., Bai J. Digital Signal Processing, 2005, vol. 15, pp. 122–136. https://doi.org/10.1016/j.dsp.2004.09.008.

Kazaryan L.K., Loskutov S.R., Plyashechnik M.A., Simkin Yu.Ya. Polzunovskiy vestnik, 2023, no. 4, pp. 214–222. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.027. (in Russ.).

Poletto M. Brazilian Journal of Wood Science, 2016, vol. 7, no 2, pp. 111–118. https://doi.org/10.12953/2177-6830/rcm.v7n2p111-118.

Elshafie M., Taha M.G., Elhamamsy S.M., Moustafa Y., Elazab W.I.M. Egyptian Journal of Petroleum, 2020, vol. 29, pp. 195–201. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2020.04.001

Varma A.K., Mondal P. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2018, vol. 31, pp. 2057–2072. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6727-0.

Azad D., Pateriya R.N., Sharma R.K. Pantnagar Journal of Research, 2022, vol. 20, no 3, pp. 519–523.

Zhang D., Pan R., Chen R., Xu X. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2019, vol. 189, pp. 1056–1083. https://doi.org/10.1007/s12010-019-03057-3.

Loskutov S.R., Kazaryan L.K., Petrunina Ye.A., Aniskina A.A. Khimiya v interesakh ustoychivogo razvitiya, 2023, no. 31, pp. 49–59. https://doi.org/10.15372/KhUR2023438. (in Russ.).

Dave A., Gupta G.K., Mondal M.K. Biomass Conversion and Biorefinery, 2023, vol. 10. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01749-7.

Medvedev S.O., Terent'yev I.I. Nauchnyy zhurnal KubGAU, 2019, no. 149, pp. 102–109. https://doi.org/10.21515/1990-4665-149-018. (in Russ.).

Krysanova K.O., Krylova A.Yu., Pudova Ya.D., Borisov A.V. Ugol', 2021, no. 12, pp. 41–43. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-12-41-43. (in Russ.).

Savvov S.I., Markova Ye.B., Fominykh Yu.G., Cherednichenko A.G. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii, 2018, no. 8, pp. 8–11. (in Russ.).

Mamyshov A.A. Byulleten' nauki i praktiki, 2020, no. 12, pp. 268–273. https://doi.org/10.33619/2414-2948/61/28. (in Russ.).

Slyusarskiy K.V., Larionov K.B., Ivashkina Ye.N., Zavorin A.S., Gubin V.Ye. Izvestiya Tomskogo politekhniche-skogo universiteta. Inzhiniring, 2021, no. 12, pp. 173–188. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/12/3439. (in Russ.).