ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ МИСКАНТУСА НА ВЫХОД БИОЭТАНОЛА

Байбакова О.В.

2018 / Том 8: номер 3 [ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ]

Известно, что целлюлозосодержащее сырье является самым перспективным и распространенным в мировом масштабе видом биомассы, которая может быть использована для производства биоэтанола без использования дополнительных пахотных земель, не конкурируя с пищевым сектором экономики. Ключевыми факторами, определяющими эффективность индустриализации производства биоэтанола, являются химический состав целлюлозосодержащего сырья и способ его предварительной химической обработки. В данной работе в условиях опытно-промышленного производства ИПХЭТ СО РАН получены субстраты путем предварительной химической обработки мискатуса. Показано, что на стадии осахаривания наибольшая концентрация редуцирующих веществ достигнута для субстратов, полученных одностадийной химической обработкой: для продукта азотнокислой обработки концентрация составила 43,6 г/л, для продукта щелочной делигнификации - 43,7 г/л. Изучена зависимость выхода биоэтанола. Показано, что по выходу биоэтанола из 1 т мискантуса полученные субстраты можно расположить в ряд: продукт азотнокислой обработки > техническая целлюлоза (комбинированный способ) > продукт щелочной делигнификации > техническая целлюлоза (азотнокислый способ).

Ключевые слова:

мискантус,предварительная химическая обработка сырья,субстрат,осахаривание,сбраживание,Miscanthus,pretreatment,substrate,saccharification,fermentation

Библиографический список:

1. Kurian J.K., Nair G.R., Hussain A., Raghavan G.S.V. Feedstocks, logistics and pre-treatment processes for sustainable lignocellulosic biorefineries: A comprehensive Renewable and Sustainable // Energy Reviews. 2013. Vol. 25. P. 205-219.
2. Meng X., Ragauskas A.J. Recent advances in understanding the role of cellulose accessibility in enzymatic hydrolysis of lignocellulosic substrates // Curr. Opin. Biotechnol. 2014. Vol. 27. P. 150-158.
3. Phitsuwan P., Permsriburasuk C., Waeonukul R., Pason P., Tachaapaikoon C., Ratanakhanokchai K. Evaluation of fuel ethanol production from aqueous ammonia-treated rice straw via simultaneous saccharification and fermentation // Biomass and Bioenergy. 2016. Vol. 93. P. 150-157.
4. Mood S.H., Golfeshan A.H., Tabatabaei M., Jouzani G.S., Najafi G.H., Gholami M., Ardjmand M. Lignocellulosic biomass to bioethanol, a comprehensive review with a focus on pretreatment // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. N 27. Р. 77-93.
5. Maurya D.Р., Singla A., Negi S. An overview of key pretreatment processes for biological conversion of lignocellulosic biomass to bioethanol // Biotechnology. 2015. N 5. Р. 597-609.
6. Xu Z., Huang F. Pretreatment Methods for Bioethanol Production // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2014. Vol. 174. P. 43-62.
7. Weijde T., Kamei C.L.A., Torres A.F., Vermerris W., Dolstra O., Visser R.G. et al. The potential of C4 grasses for cellulosic biofuel production // Frontiers in Plant Science. 2013. Vol. 4. P. 107.
8. Scordia D., Cosentino S.L., Jeffries T.W. Effectiveness of dilute oxalic acid pretreatment of Miscanthus giganteus biomass for ethanol production // Biomass and Bioenergy. 2013. Vol. 59. Р. 540-548.
9. Kärcher M.A., Iqbal Y., Lewandowski I., Senn T. Comparing the performance of Miscanthus x giganteus and wheat straw biomass in sulfuric acid based pretreatment // Bioresource Technology. 2015. Vol. 180. P. 360-364.
10. Cha Y.-L., An G.H., Yang J., Moon Y.-H., Yu G.-D., Ahn J.-W. Bioethanol production from Miscanthus using thermotolerant Saccharomyces cerevisiae mbc 2 isolated from the respiration-deficient mutants // Renewable Energy. 2015. Vol. 80. P. 259-265.
11. Xue S., Lewandowski I., Wang X., Yi Z. Assessment of the production potentials of Miscanthus on marginal land in China // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 54. P. 932-943.
12. Yu.A. Gismatulina, V.V. Budaeva. Chemical composition of five Miscanthus sinensis harvests and nitric-acid cellulose therefrom // Industrial Crops and Products. 2017. Vol. 109. Р. 227-232.
13. Гисматулина Ю.А., Будаева В.В. Сравнение целлюлоз, выделенных из мискантуса, с хлопковой целлюлозой методом ИК-Фурье спектроскопии // Ползуновский вестник. 2014. N 3. С. 177-181.
14. Байбакова О.В., Скиба Е.А., Будаева В.В., Золотухин В.Н. Щелочная делигнификация недревесного целлюлозосодержащего сырья в условиях опытного производства // Ползуновский вестник. 2016. N 4-1. С. 147-151.
15. Байбакова О.В. Химико-энзиматическая конверсия в биоэтанол отходов злаковых культур // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6, N 2 (17). С. 51-56.
16. Skiba E.A., Budaeva V.V., Baibakova O.V., Zolotukhin V.N., Sakovich G.V. Dilute nitric-acid pretreatment of oat hulls for ethanol production // Biochemical Engineering Journal. 2017. Т. 126. P. 118-125.
17. Baibakova O.V., Skiba E.A., Budaeva V.V., Sakovich G.V. Preparing bioethanol from oat hulls pretreated with a dilute nitric acid: scaling of the production process on a pilot plant // Catalysis in Industry. 2017. Т. 9, N 3. P. 257-263.
18. Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. М.: Колос, 1999. 464 с.

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть)
• статья (скачать | просмотреть) - скачано 92 раза