КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ БАГАССЫ

А.И. Везенцев, Нгуен Динь Тьиен, М.О. Михайлюкова

Скачать

№ 1 (29)

Деревопереработка. Химические технологии

Сведения об авторах

Везенцев Александр Иванович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Общей Химии, Институт Инженерных Технологий и Естественных Наук

Белгородский государственный национальный исследовательский университет (ИИТиЕН – НИУ «БелГУ») г. Белгород, Российская Федерация

e-mail: Vesentsev@bsu.edu.ru

Нгуен Динь Тьиен – исследователь Департамента по применению и передаче технологий Института Экологических Технологий Вьетнамской Академии Наук и Технологий (ИЭТ – ВАНТ), аспирант 2-го года обучения кафедры общей химии, Институт Инженерных Технологий и Естественных Наук

Белгородский государственный национальный исследовательский университет (ИИТиЕН – НИУ «БелГУ»), г. Белгород, Российская Федерация

e-mail: ngudichi@yandex.ru

Михайлюкова Мария Олеговна – аспирант 3-го года обучения кафедры общей химии, Институт Инженерных Технологий и Естественных Наук

Белгородский государственный национальный исследовательский университет (ИИТиЕН – НИУ «БелГУ»), г. Белгород, Российская Федерация

e-mail: mmihaylyukova@gmail.ru

 

Аннотация: 

Чрезмерная вырубка лесов приводит к экологическим проблемам глобального масштаба, в частности таким, как нарушение углеродного цикла, увеличение концентрации парниковых газов, эрозия почв… Для сокращения нецелесообразного расходования древесины, улучшения экологического состояния планеты Земля и рационального использования отходов производства сахарозы из сахарного тростника (багассы), нами предложено разработать на их основе способ производства активированного угля, который в настоящее время получают главным образом из ценных пород древесины. Методами классической аналитической химии установлен состав отходов производства сахарозы из сахарного тростника - это 47,59 масс. % целлюлоза, 26,92 масс. % гемицеллюлоза, 21,53 масс. % лигнин, 1,37 масс. % вещества, экстрагированные органическими растворителями и 2,59 масс. % зола. Характеристики процесса термической деструкции багассы определены комплексным термическим методом анализа в окислительной (воздушной) и защитной (азотной) атмосферах. При прокаливании багассы в воздушной среде самая значительная потеря массы происходит в интервале температур от 230°С до 360°С. Скорость процесса уменьшения массы замедляется до 520°С, в диапазоне температур 230-520°С происходит интенсивное окисление ингредиентов материала с выделением тепловой энергии. В защитной среде наблюдается смещение интервалов температур, при которых происходит уменьшение массы, в сторону больших температур по сравнению с окислительной средой. Интенсивная термическая деструкция багассы в защитной среде происходит с большой потерей массы в диапазоне температур 240-395°С. Скорость термического разложения гемицеллюлозы максимальна при 307°С, целлюлозы – 357°С. На основе дифференциально-термического анализа выявлено, что компоненты багассы деструктируются в окислительной среде с выделением тепловой энергии, а в инертной среде без выделения тепловой энергии.

 

Ключевые слова: 

древесина, сохранение леса, целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, багасса, комплексный термический анализ, термическая деструкция, пиролиз, сорбенты

 

Для цитирования: 

Везенцев, А. И. Компонентный состав и характеристики процесса термической деструкции багассы / А. И. Везенцев, Нгуен Динь Тьиен, М. О. Михайлюкова // Лесотехнический журнал. – 2018. – Т. 8. – № 1 (29). – С. 135–145. – Библиогр.: с. 143–145 (12 назв.). – DOI: 10.12737/article_5ab0dfc26f3564.53546946.

 

Литература: 
  1. Коновалова А.И., Мухин В.М., Воропаева Н.Л., Белоножкина Т.Г., Карпачев В.В. Инновационная технология переработки сельхозостатков для получения активных углей различного назначения // Сборник научных трудов ВНИИОК. 2014. №7. С.528-531
  2. МНИАП - Международный независимый институт аграрной политики. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://xn--80aplem.xn--p1ai/analytics/Mirovoj-rynok-sahara/. – Загл. с экрана
  3. ФАО – Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных наций. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fao.org/faostat/ru/#data/QC/. – Загл. с экрана
  4. Augustine O. Ayeni. Compositional analysis of lignocellulosic materials: Evaluation of an economically viable method suitable for woody and non-woody biomass [Электронный ресурс] / Augustine O. Ayeni, Opeyemi. A. Aleeyo, Oyinlola M. Oresegun, Temitayo O. Oladimeji // American Journal of Engineering Research (AJER). – 2015. – Volume 4 (4). – Режим доступа: http://www.ajer.org/papers/v4(04)/C044014019.pdf.
  5. Удоратина, Е. В.Химия древесины и синтетических полимеров [Текст]: Сборник описаний лабораторных работ для подготовки дипломированных специалистов по направлению 655000 «Химическая технология органических веществ и топлива», специальности 240406 «Технология химической переработки древесины» всех форм обучения / Е. В. Удоратина, В. А. Демин; Сыкт. лесн. ин-т. – Сыктывкар : СЛИ, 2007. – 32 с.
  6. Lin Bo-Jhih, Chen Wei-Hsin. Sugarcane bagasse pyrolysis in a carbon dioxide atmosphere with conventional and microwave-assisted heating. Journal Frontiers in Energy Research, 2015. – Vol. 3. P. 1 – 9.
  7. Carlos Martín, Helene B. Klinke, Anne Belinda Thomsen. Wet oxidation as a pretreatment method for enhancing the enzymatic convertibility of sugarcane bagasse. Enzyme and Microbial Technology, 2007. Vol. 40, Is. 3, P. 426-432.
  8. Mesa L., González E., Cara C., Ruiz E., Castro E., Mussatto S. I. An approach to optimization of enzymatic hydrolysis from sugarcane bagasse based on organosolv pretreatment. Journal Chemistry Technology and Biotechnology, 2010. Vol. 85. – Is. 8. – P. 1092–1098.
  9. Судакова И.Г. Состав и связующие свойства лигнинов, полученных окислительной делигнификацией древесины пихты, осины и березы в среде уксусной кислоты [Текст] / И.Г. Судакова, Б.Н. Кузнецов, Н.В. Гарынцева, И.В. Королькова // Химия растительного сырья. – 2010. - №3. – с. 55-60.
  10. Haiping Yang, Rong Yan, Hanping Chen, Dong Ho Lee, Chuguang Zheng, Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel, 2007. Vol.86, – Is. 12–13, – P. 1781-1788.
  11. Chen, W. H., Ye, S. C., and Sheen, H. K. Hydrothermal carbonization of sugarcane bagasse via wet torrefaction in association with microwave heating. Bioresourse Technology, 2012. Vol. 118. – P. 195–203.
  12. Sharma R.K., Wooten J.B., Baliga V.L., et al. Characterisation of chars from pyrolysis of lignin. Fuel, 2004. Vol. 83. - P. 1469–1482.