Тепломасообмінні процеси при делігніфікації пшеничної соломи в роторно-пульсаційному апараті
DOI: http://dx.doi.org/10.31548/energiya2022.06.017
Анотація
При виробництві біопалива на території України найбільш широко використовується пшениця і соняшник. Виробництво біоетанолу з лігноцелюлозної сировини (пшеничної соломи) має як ряд переваг, так і недоліків порівняно з традиційною сировиною, що містить крохмаль, що обумовлено складною структурою лігноцелюлозної біомаси. Обов’язковим етапом переробки сировини є попередня підготовка її до гідролізу.
Одним із завдань дослідження є делігніфікація пшеничної соломи та підвищення ефективності попередньої обробки лігноцелюлозної сировини при використанні фізичних ефектів, що відбуваються при русі в’язкої рідини в роторно-пульсаційних апаратах. Як об’єкт для досліджень була пшенична солома. Кількість виділеного лігніну визначалось ваговим методом.
Результати проведених експериментальних досліджень показали, що при обробці водної дисперсії соломи в роторно-пульсаційному апараті відбувається її нагрівання до температури, при якій забезпечується інтенсивне вивільнення лігніну. Основним механізмом цих процесів є дисипація кінетичної енергії обертання ротора. Показано, що застосування роторно-пульсаційних апаратів для розігрівання сировини, призначеної для гідролізу, є ефективним замінником зовнішніх теплових джерел енергії. Знайдено, що обробка водної дисперсії соломи у співвідношенні 1:10 протягом 70 хв призводить до вивільнення 42 % лігніну. Зміна гідромодуля з 1:10 до 1:5 збільшує процентний вихід лігніну до 58 %.
Ключові слова: пшенична солома, делігніфікація, попередня підготовка, роторно-пульсаційний апарат, дисипація енергії
Повний текст:
PDFПосилання
Valdivia, M., Galan, J. L., Laffarga, J., Ramos, J. L. (2016). Biofuels 2020: Biorefineries based on lignocellulosic materials. Microb Biotechnol, 9(5), 585-594.
Nurtdinov, R. M., Valeeva, R. T., Mukhachev, S. G., Kharina, M. V. (2011). Predvaritelnaia obrabotka rastitelnogo syria i otkhodov selskokhoziaistvennogo proizvodstva s tseliu povysheniia vykhoda redutsiruiushchikh veshchestv, Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 9, 264-267.
Duff, S. J. B., Murray, W. D. (1996). Bioconversion of forest products industry waste cellulosics to fuel ethanol: A review. Bioresour. Technol., 55, 1-33.
Asghar, U., Irfan, M., Iram, M., et al. (2015), Effect of alkaline pretreatment on delignification of wheat straw. Nat Prod Res.9(2), 125-131. doi:10.1080/14786419.2014.964712
Dolinsky, A. A., Ivanitsky, G. K. (2008). Teplomassobmen i gidrodinamika parozhidkostnykh dispersnikh seredakh. Teplofizicheskiye osnovy diskretno-impul′snogo vvoda energii, [Heat and mass transfer and hydrodynamics of vapor-liquid dispersed media. Thermophysical fundamentals of discrete-pulse energy input]. Kyiv: Naukova Dumka.
Sablii, L. A., Obodovych, O. M., Sydorenko,V. V., Sheyko, T. V. (2019). Study of wheat straw delignification in a rotary-pulsation apparatus. Acta Periodica Technologica, 51, 103-111.
Obolenskaya, A. V., Elnitskaya, Z. P., Leonovich, A. A. (1991). Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow: Ecology.
Basok, B. I., Davidenko, B. V., Obodovich, A. N., Pirozhenko, I. A. (2006). Dissipatsiya energii v aktivnoy zone rotorno-pul′satsionnogo apparata [Energy dissipation in the core of a rotary pulsation apparatus]. Dopovidi NAS of Ukraine, 12, 81-87.
Метрики статей
Metrics powered by PLOS ALM
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.