АНАЛИЗ СОСТАВА ФРАКЦИЙ ПИРОЛИЗНОЙ ЖИДКОСТИ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ

VREEAJ

Авторы

  • Айгуль Раисовна Валеева Казанский национальный исследовательский технологический университет

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.030

Ключевые слова:

бионефть; быстрый пиролиз; древесные отходы; дистилляция бионефти, экстракция бионефти

Аннотация

В статье представлены результаты исследования многокомпонентного состава жидкого продукта переработки древесных отходов методом пиролиза (бионефти). На основе данных газовой хроматографии авторы выявили, что жидкий продукт пиролиза (ПЖ) содержит множество соединений, включая воду и кислоты, среди которых уксусная кислота является доминирующей. В статье описан процесс разделения бионефти, состоящий из трех этапов. Сырьем для пиролиза служили древесные отходы разных пород деревьев. Выход жидкого продукта составил 54%, из которых 85% - водорастворимая фракция, 15% - водонерастворимая фракция. Этапы фракционирования состояли из вакуумной перегонки, водной экстракции и экстракции н-гексаном. В работе описаны условия проведения всех этапов разделения. У каждой из полученных фракций был определен химический состав. Установлено, что в процессе дистилляции в конденсат, помимо воды, переходит основная часть уксусной кислоты. Дальнейшая водная экстракция позволяет выделять водорастворимые углеводные соединения, среди которых особое внимание уделяется D-аллозе, обладающей ингибирующим действием на некоторые злокачественные образования и применяемой как низкокалорийный подсластитель. Третий этап исследования, использующий н-гексан в качестве неполярного органического растворителя, привёл к обнаружению ранее не описанных высокомолекулярных соединений, таких как стигмаст-5-ен-3-ол, сквален и фенантреновое соединение. В результате исследований установлено наличие в бионефти значительного количества веществ группы фенолов, при этом фракционирование приводит к уменьшению доли кислых и высокомолекулярных конденсированных соединений в исходной бионефти, что повышает возможность использования ее в качестве фенолозамещающего и топливного сырья.

Библиографические ссылки

Ковалев Ю. Ю. Пять лет Парижскому соглашению: прошлое, настоящее и будущее глобального климатического договора //История и современное мировоззрение. 2021.№. 1. С. 20-29.

Oochit D., Selvarajoo A., Arumugasamy S. K. Pyrolysis of biomass //Waste biomass management–a holistic approach. 2017. С. 215-229.

Dhyani V., Bhaskar T. Pyrolysis of biomass //Biofuels: alternative feedstocks and conversion processes for the production of liquid and gaseous biofuels. – Academic Press, 2019. С. 217-244.

Neves D. et al. Characterization and prediction of biomass pyrolysis products //Progress in energy and combustion Science. 2011. Т. 37. №. 5. С. 611-630.

Shafizadeh F. Introduction to pyrolysis of biomass //Journal of analytical and applied pyrolysis. 1982. Т. 3. №. 4. С. 283-305.

Shafizadeh F. Pyrolysis and combustion of cellulosic materials //Advances in carbohydrate chemistry. – Academic press, 1968. Т. 23. С. 419-474.

Graham R. G., Bergougnou M. A., Overend R. P. Fast pyrolysis of biomass //Journal of analytical and applied pyrolysis. 1984. Т. 6. №. 2. С. 95-135.

Lindfors C. et al. Fractionation of bio-oil //Energy & fuels. 2014. Т. 28. №. 9. С. 5785-5791.

Kwon K. C. et al. Catalytic deoxygenation of liquid biomass for hydrocarbon fuels //Renewable Energy. 2011. Т. 36. №. 3. С. 907-915.

Choudhary T. V., Phillips C. B. Renewable fuels via catalytic hydrodeoxygenation //Applied Catalysis A: General. 2011. Т. 397. №. 1-2. С. 1-12.

Wang S. et al. Bio-gasoline production from co-cracking of hydroxypropanone and ethanol //Fuel processing technology. 2013. Т. 111. С. 86-93.

Trane R. et al. Catalytic steam reforming of bio-oil //International journal of hydrogen energy. 2012. Т. 37. №. 8. С. 6447-6472.

Zhao C. et al. Hydrodeoxygenation of bio-derived phenols to hydrocarbons using RANEY® Ni and Nafion/SiO 2 catalysts //Chemical Communications. 2010. Т. 46. №. 3. С. 412-414.

Guo Z. et al. Separation characteristics of biomass pyrolysis oil in molecular distillation //Separation and Purification Technology. 2010. Т. 76. №. 1. С. 52-57.

Vitasari C. R., Meindersma G. W., De Haan A. B. Water extraction of pyrolysis oil: The first step for the recovery of renewable chemicals //Bioresource technology. 2011. Т. 102. №. 14. С. 7204-7210.

Toledano A. et al. Lignin separation and fractionation by ultrafiltration //Separation and Purification Technology. 2010. Т. 71. №. 1. С. 38-43.

Wang S. et al. Multi-step separation of monophenols and pyrolytic lignins from the water-insoluble phase of bio-oil //Separation and Purification Technology. 2014. Т. 122. С. 248-255.

Электронный ресурс. https://energolesprom.ru/tehnologiya/ (дата обращения 20.08.2024)

Neutrals influence on the water resistance coefficient of phenol-formaldehyde resin modified by wood pyrolysis liquid products / S. Zabelkin, A. Valeeva, A. Sabirzyanova [et al.] // Biomass Conversion and Biorefinery. 2020. DOI 10.1007/s13399-020-01025-0. EDN QLOXXE.

Синтез и свойства фенолоформальдегидных смол из продуктов термической переработки древесины / А. И. Валиуллина, А. Н. Грачев, А. Р. Валеева [и др.] // Клеи. Герметики. Технологии. 2022. № 5. С. 2-11. DOI 10.31044/1813-7008-2022-0-5-2-111. – EDN MWDHDK.

Валеева, А. Р. Применение жидких продуктов быстрого пиролиза древесных отходов в качестве компонента фенолоформальдегидных смол : специальность 05.21.03 "Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины" : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Валеева Айгуль Раисовна, 2022. 155 с. EDN KNFXVS.

Валеева А. Р. и др. Влияние способов предпосевной обработки семян пшеницы уксусной фракцией жидких продуктов пиролиза древесины на всхожесть, длину корней и интенсивность роста //Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2024. №. 245. С. 275-292.

Koltsova T. G. et al. Phytotesting of Liquid Products of Wood Pyrolysis on Seeds of Higher Plants //Waste and Biomass Valorization. 2024. С. 1-13.

Kanaji N. et al. Additive antitumour effect of D allose in combination with cisplatin in non-small cell lung cancer cells //Oncology Reports. 2018. Т. 39. №. 3. С. 1292-1298.

Yamaguchi F. et al. Rare sugar D-allose enhances anti-tumor effect of 5-fluorouracil on the human hepatocellular carcinoma cell line HuH-7 //Journal of bioscience and bioengineering. – 2008. Т. 106. №. 3. С. 248-252.

Mu W. et al. Recent advances on applications and biotechnological production of D-psicose //Applied Microbiology and Biotechnology. 2012. Т. 94. С. 1461-1467.

Загрузки

Опубликован

10/03/2025

Как цитировать

Валеева, А. Р. (2025). АНАЛИЗ СОСТАВА ФРАКЦИЙ ПИРОЛИЗНОЙ ЖИДКОСТИ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ: VREEAJ. Ползуновский ВЕСТНИК, (3), 175–180. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.030

Выпуск

Раздел

РАЗДЕЛ 2. ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ