Підготовка пшеничної соломи до зброджування впливом електромагнітного поля трансформатора тесла
DOI:
https://doi.org/10.31548/Анотація
Найпоширенішим відходом сільськогосподарського виробництва є солома різних культур і, зокрема, солома пшениці. У час енергетичного дефіциту солому можна використовувати, як енергетичний ресурс двома способами: перший – це пряме спалювання і отримання теплової енергії, а другий – це її зброджування. При цьому крім отримання біогазу, ще отримають високо мінералізоване органічне добриво, яке при внесенні в грунт буде покращувати його родючість. Як видно, другий спосіб використання соломи більш раціональний, але вимагає більш складного обладнання та наукового підходу до процесу метаногенезу, оскільки солома містить лігнін, який надає жорстку структуру і робить її стійкою до біологічного розкладання. Тому перед зброджуванням необхідно провести попередню обробку соломи, щоб зруйнувати лігнін і дати доступ мікроорганізмам до полісахаридів целюлози і геміцелюлози.
Для деградації соломи існують різні способи, а саме: механічний, хімічний, біологічний, фізичні, термічні або комбіновані. Використання того або іншого способу вимагає техніко-економічного обґрунтування. Тобто потрібно враховувати питомі витрати енергії, вартість обладнання, хімікатів та екологічність процесу.
Щоб змінити структуру соломи, можна використовувати високочастотні електромагнітні поля, які генеруються трансформатором Тесла.
Перед обробкою солому подрібнюють і замочують у водопровідній воді і після цього піддають впливу електромагнітного поля високої частоти. Під дією високочастотного електромагнітного поля проходить руйнування клітинних органел соломи, що дозволить покращити і пришвидшити процес зброджування, оскільки складні сполуки такі, як полімери розщеплюються та розчиняються на мономерні одиниці через ферментативно каталізовану реакцію з водою. Також під дією високочастотного електромагнітного поля відбуваються зміни не тільки в тканинах, які піддаються безпосередньому впливу, але також системно у віддалених тканинах стебла.
Ключові слова: високочастотне електромагнітне поле, пшенична солома, трансформатор Тесла, енергетична ефективність
Посилання
1. McIntosh, S, Vancov, T. (2011). Optimisation of dilute alkaline pretreatment for enzymatic saccharification of wheat straw. Biomass Bioenergy, 35, 3094–3103. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.04.018
2. Liu, X, Zicari, S. M, Liu, G., Li, Y., Zhang, R. (2015). Pretreatment of wheat straw with potassium hydroxide for increasing enzymatic and microbial degradability. Bioresour Technol., 185, 150–157. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.02.047
3. Tarasov, D., Leitch, M., Fatehi, P. (2018). Lignin-carbohydrate complexes: properties, applications, analyses, and methods of extraction: a review. Biotechnol Biofuels, 11, 1–28. Avalaible at: https://doi.org/10.1186/s13068-018-1262-1
4. Hendriks, A., Zeeman, G. (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour Technol., 100, 10–18. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.05.027
5. Walker, L, Wilson, D. (1991). Enzymatic hydrolysis of cellulose: an overview. Bioresour Technol., 36, 3–14. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/0960-8524(91)90095-2
6. Menardo, S., Airoldi G, Balsari, P. (2012). The effect of particle size and thermal pre-treatment on the methane yield of four agricultural by-products. Bioresour Technol, 104, 708–714. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.10.061
7. Chen, X., Zhang, Y., Gu, Y., Liu, Z., Shen, Z., Chu, H., Zhou, X. (2014). Enhancing methane production from rice straw by extrusion pretreatment. Appl Energ., 122, 34–41. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.01.076
8. Sharma, S.K., Mishra, I.M., Sharma, M.P., Saini, J.S. (1988). Effect of particle size on biogas generation from biomass residues. Biomass, 17, 251–263. Avalaible at: https://doi.org/10.1016/0144-4565(88)90107-2
9. Vian, A., Davies, E., Gendraud, M., Bonnet, P. (2016). Plant responses to high frequency electromagnetic fields. BioMed Res Internat., 1830262.
10. Alain Vian, Eric Davies, Michel Gendraud, Pierre Bonnet (2016). Plant Responses to High Frequency Electromagnetic Fields Hindawi Publishing Corporation BioMed Research International. Article, ID 1830262, 13. Avalaible at: http://dx.doi.org/10.1155/2016/1830262
11.Shinderuk, S. A. Sources of electrical energy based on resonant circuits: monograph. Kharkiv: FOP Brovin O.V., 124.
12. Kolomiets, R. O., Morozov, D. S., Grek, O. V. (2017). Medical cold plasma generator based on Tesla transformer. Bulletin of Zhytomyr State Technological University. Avalaible at: http://eztuir.ztu.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/6692/1/177.pdf
13.Carmen Otilia Rusănescu, Maria Ciobanu, Marin Rusănescu, Raluca Lucia Dinculoiu. (2017). Pretreatments Applied to Wheat Straw to Obtain Bioethanol. Faculty of Biotechnical Systems Engineering, National University of Science and Technology Polytechnica Bucharest, 313, Spl. Independentei, Bucharest, Romania. Appl. Sci., 14(4), 1612; https://doi.org/10.3390/app14041612]
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
