СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА ИЗ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА
https://doi.org/10.24411/2072-0920-2020-10308
Аннотация
Свекловичный жом является вторичным ресурсом сахарной отрасли, состоящим в основном из высокомолекулярных полисахаридов. Невостребованность 1/8 части свекловичного жома отечественной промышленностью обусловливает его перспективность в качестве основного носителя питательных веществ для микробиологической промышленности, в частности, микробиологического синтеза альтернативного топлива. В статье представлен обзор отечественных и зарубежных научных исследований по получению топливных ресурсов, альтернативных природным. Основными из них являются водород, метан, этанол, бутанол и ацетон. В настоящее время, наибольший выход получаемых микробиологическим путем топливных ресурсов достигает 0,4 г/г сахаров. В случае применения Escherichia coli конечным продуктом является этанол, а Clostridium beijerinckii – ацетон и бутанол. Выработка метана находится на уровне 502,5 л/кг летучих твердых веществ, а водорода – 197,9 мл/г общего углерода, однако применяемые микроорганизмы авторами не названы. Важную роль для достижения таких показателей оказывает способ подготовки свекловичного жома, так как необходимо гидролизовать наибольшее количество полисахаридов в моносахариды.
Так, предварительная обработка свекловичного жома серной кислотой позволяет повысить степень гидролиза с 33 % до 93 %. Кроме этого, свекловичный жом можно применять для иммобилизации Saccharomyces cerevisiae при обработке растворов мелассы или сиропа для синтеза этанола, обеспечивая до 7 циклов ферментации, прежде чем удерживающий агент утратит свои свойства. Выработка этанола при этом составит 0,446 г/г сахаров.
Рассмотрены работы, направленные на технико-экономическую оценку возможности реализации установок по выработке биогаза на сахарных заводах для различных регионов России. Однако, так как Россия является страной, обладающей значительными запасами ископаемого топлива, то сроки окупаемости внедрения биогазовых установок
достаточно высокие.
Так, предварительная обработка свекловичного жома серной кислотой позволяет повысить степень гидролиза с 33 % до 93 %. Кроме этого, свекловичный жом можно применять для иммобилизации Saccharomyces cerevisiae при обработке растворов мелассы или сиропа для синтеза этанола, обеспечивая до 7 циклов ферментации, прежде чем удерживающий агент утратит свои свойства. Выработка этанола при этом составит 0,446 г/г сахаров.
Рассмотрены работы, направленные на технико-экономическую оценку возможности реализации установок по выработке биогаза на сахарных заводах для различных регионов России. Однако, так как Россия является страной, обладающей значительными запасами ископаемого топлива, то сроки окупаемости внедрения биогазовых установок
достаточно высокие.
Об авторах
C. О. Семенихин
Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (КНИИХП – филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ)
Россия
Россия
кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела технологии сахара и сахаристых продуктов
Краснодар
В. О. Городецкий
Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (КНИИХП – филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ)
Россия
Россия
кандидат технических наук, заведующий отделом технологии сахара и сахаристых продуктов
Краснодар
Н. М. Даишева
Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (КНИИХП – филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ)
Россия
Россия
кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела технологии сахара и сахаристых продуктов
Краснодар
Н. И. Котляревская
Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (КНИИХП – филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ)
Россия
Россия
научный сотрудник отдела технологии сахара и сахаристых продуктов
Краснодар
Е-mail:
Список литературы
1. Обзор современных исследований в области переработки мелассы для получения биологически активных веществ / Семенихин С.О. [и др.] // Новые технологии. 2019. Вып. 2. С. 97-107.
2. Анализ способов микробиологической обработки мелассы для получения альтернативных видов топлива / Семенихин С.О. [и др.] // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2019. №5/6. С. 6-9.
3. VanderGheynst. Integrating sugar beet pulp storage, hydrolysis and fermentation for fuel ethanol production / Yi Zheng [et al] // Applied Energy. 2012. No. 93. P. 168-175.
4. VanderGheynst. Dilute acid pretreatment and fermentation of sugar beet pulp to ethanol / Yi Zheng [et al] // Applied Energy. 2013. No. 105. P. 1-7.
5. Hande Günan Yücel, Zümriye Aksu. Ethanol fermentation characteristics of Pichia stipitis yeast from sugar beet pulp hydrolysate: Use of new detoxification methods // Fuel. 2015. No. 158. P. 793-799.
6. Vesna M. Vucurovic, Radojka N. Razmovski. Sugar beet pulp as support for Saccharomyces cerivisiae immobilization in bioethanol production // Industrial Crops and Products. 2012. No. 39. P. 128-134.
7. Effects of hydrothermal pretreatment of sugar beet pulp for methane production / K. Zieminski [et al] // Bioresource Technology. 2014. No. 166. P. 187-193.
8. Serkan E., Burcu E. Biohydrogen production by extracted fermentation from sugar beet // International journal of hydrogen energy. 2018. No. 3. P. 10645-10654.
9. Carolina Bellido, Celia Infante, Mónica Coca, Gerardo González-Benito, Susana Lucas, María Teresa García-Cubero. Efficient acetone-butanol-ethanol production by Clostridium beijerinckii from sugar beet pulp // Bioresource Technology. 2015. No. 190. P. 332-338.
10. Федорук В.А., Лоскутов А.Ю., Бушмин И.С. Возможности по использованию отходов свеклосахарного производства / Голыбин В.А. [и др.] // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. 2016. Т. 1, №9. С. 34-36.
11. Мансуров Р.Е., Заседова А.А. Технико-экономическая оценка возможностей свеклосахарного подкомплекса Саратовской области по выработке биогаза из свекловичного жома сахарного завода // Экономический журнал. 2017. №4(48). С. 6-19.
12. Мансуров Р.Е. Технико-экономический анализ возможностей свеклосахарного подкомплекса Нижегородской области по выработке биогаза // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Социальные науки. 2018. №4(52). С. 23-29.
13. Мансуров Р.Е. Технико-экономическая оценка перспектив свеклосахарного подкомплекса Рязанской области по выработке биогаза из свекловичного жома сахарного завода // Аграрный вестник Верхневолжья. 2019. №1(26). С. 113-121.
Рецензия
Для цитирования:
Семенихин C.О., Городецкий В.О., Даишева Н.М., Котляревская Н.И. СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА ИЗ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА. Новые технологии / New technologies. 2020;(3):69-77. https://doi.org/10.24411/2072-0920-2020-10308
For citation:
Semenikhin S.O., Gorodetsky V.O., Daisheva N.M., Kotlyarevskaya N.I. MODERN RESEARCH AND PERSPECTIVES FOR PRODUCING ALTERNATIVE FUEL FROM BEET PULP. New Technologies. 2020;(3):69-77. (In Russ.) https://doi.org/10.24411/2072-0920-2020-10308
Просмотров: 183
Послать статью по эл. почте 