ТЕРМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОРРЕФИКАТОВ И БИОУГОЛЯ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ПОСЛЕЭКСТРАКЦИОННОГО ОСТАТКА ХВОИ ЕЛИ (PICEA OBOVATA L.)
УДК 544-971+674.02
Аннотация
Торрефикаты и биоуголь, впервые полученные пиролизом при 250, 350, 450, 550, 650 °С твердого остатка после водно-аминоспиртовой экстракции натуральной хвои ели (Picea obovata Ledeb.) (ПЭОХ), исследованы с использованием методов сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), термогравиметрии (ТГ/ДТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). С помощью СЭМ установлен характер изменения тканей хвои при образовании биоугля. По энерго-дисперсионным рентгеновским спектрам элементного состава минеральных включений, хаотично распределенных на поверхности и внутренних структурах биоугля, обнаружено 8 элементов (Al, Si, Cl, K, Ca, Fe, P, Br). Деконволюцией контуров ДТГ и ДСК детально визуализирован по убыли массы и тепловым эффектам процесс окислительной термодеструкции торрефикатов и биоугля. Для каждого продукта пиролиза рассчитаны основные кинетические показатели термического разложения в окислительной среде - энергия активации (53.3–195.3 кДж/моль) и константа скорости реакций термодеструкции (0.17-0.24 мин-1). Зависимость выхода торрефикатов и биоугля от температуры пиролиза ПЭОХ аппроксимируется полиномом 3 степени, R2 = 0.999. Теплотворная способность биоугля (по данным ДСК) варьировала от 23.15 до 25.41 МДж/кг. Термостабильность торрефикатов и биоугля симбатна температуре пиролиза ПЭОХ. Она возрастала от 370 до 476 °С. Результаты исследования могут быть использованы для разработки оптимальных композиций {древесные опилки}-{торрефикат (биоуголь)} в производстве топливных материалов с повышенной теплотворной способностью. Биоуголь может применяться как сорбент и улучшитель почвенного субстрата в тепличном хозяйстве и садово-огородном деле.
Скачивания
Литература
Butnaru E., Brebu M. Rev. Chim., 2022, vol. 73, no. 3, pp. 28–37. https://doi.org/10.37358/rc.22.3.8532.
Sokolov V.A., Farber S.K., Shchepashchenko D.G. i dr. Otsenka lesov Sibiri v usloviyakh global'nykh izmeneniy. [As-sessment of Siberian forests in the context of global changes]. St. Petersburg, 2023, 326 p. (in Russ.).
Mednikov F.A. Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal, 1976, no. 3, pp. 116–118. (in Russ.).
Gvozdev V.K., Volkovich A.P. Trudy BGTU. Seriya 1, 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.).
Yagodin V.I. Osnovy khimii i tekhnologii pererabotki drevesnoy zeleni [Fundamentals of chemistry and technology of processing wood greenery], ed. Yu.I. Khol'kin. 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.).
Singh P., Singh T.P., Sharma R.K., Negi Y.K., Ramesh Pal. Journal of Agricultural Engineering, 2021, vol. 58, no. 2, pp. 192–203.
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.).
Uendlandt U., Stepanov V.A., Bernshteyn V.A. Termicheskiye metody analiza. [Thermal methods of analysis]. Mos-cow, 1978, 528 p. (in Russ.).
Broido A. Journal of polymer science, 1969, vol. 7, pp. 1761–1773.
Ming G., Qiu-ju D. The Chinese Journal of Process Engineering, 2006, vol. 6, no. 2, pp. 242–246.
Baroni É.G., Tannous K., Rueda-Ordóñez Y.J., Tinoco-Navarro L.K. J. Therm. Anal. Calorim., 2016, vol. 123, pp. 909–917.
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.).
Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Petrunina E.A., Plyashechnik M.A., Tyut’kova E.A., Pashenova N.V., Grodnit-skaya I.D., Aniskina A.A., Senashova V.A. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 2023, vol. 49, no. 7, pp. 1614–1623. https://doi.org/10.1134/s1068162023070762.
Savitzky A., Golay 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. 22–136.
Kazaryan L.K., Loskutov S.R., Shapchenkova O.A., Plyashechnik M.A., Shimova Yu.S. Lesnoy vestnik, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 84–97. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2023-6-84-97. (in Russ.).
Guida M.Y., Lanaya S., Rbihi Z., Hannioui A. Environ. Sci., 2019, vol. 10 (8), pp. 742–755.
Yarusova S.B., Makarenko N.V., Gordiyenko P.S., Karpenko M.A., Novikova Ye.S. Zhurnal fizicheskoy khimii, 2018, vol. 92, no. 3, pp. 451–456. https://doi.org/10.7868/S0044453718030354. (in Russ.).
Vodolazov L.I., Sharapov B.N., Sharapova N.A., Laskorin B.N. DAN SSSR, 1989, vol. 307, no. 1, pp. 139–143. (in Russ.).
Copyright (c) 2026 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
