Wiley жаңартылатын энергия
Физикалық тиімді -химиялық алдын-ала өңдеу
жүктеу/скачать 4,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| 4.2.1.2
Физикалық тиімді -химиялық алдын-ала өңдеу Лигноцеллюлоза биомассасын бумен өңдеу ең кеңінен қолданылатын физика-химиялық өңдеу болып табылады. Бұдан басқа, сұйық ыстық су мен аммиак талшықтарының жарылыстары линоцеллюлоза биомассасы үшін жақсы физикалық-химиялық алдын ала өңдеулер болып саналады.Төменде алдын ала өңдеудің түрлі физика-химиялық әдістері келтірілген. 1.Бумен өңдеу (БӨ) Бумен өңдеу целлюлазға әсер ету үшін биомассаны неғұрлым қолжетімді ететін алдын ала өңдеудің перспективалық әдісі болып табылады [29]. Бұл әдіс бойынша биомассаны бірнеше минут бойы жоғары қысымды бумен жылытады, содан кейін реакцияны атмосфералық қысым кезінде кенеттен декомпрессиямен тоқтатады [29, 30]. Бу лигноцеллюлоза матрицасында кеңейген кезде, ол жеке талшықтарды бөледі [31]. Процесс гемицеллюлозаның бұзылуын және жоғары температура әсерінен лигниннің өзгеруін тудырады, осылайша целлюлоза гидролизінің ықтималдығын арттырады. Гемицеллюлоза сірке суымен және бумен алдын ала өңдеу кезінде бөлінетін басқа қышқылдармен гидролизденеді деп саналады. Лигнин алдын ала өңдеу кезінде тек шектеулі дәрежеде жойылады, бірақ балқыту, деполимерлеу және реполимерлеу реакциялары нәтижесінде талшықтардың бетіне қайта бөлінеді [32]. Бумен алдын ала өңдеудің артықшылықтары механикалық ұсақтаумен салыстыруға энергияның төмен қажеттілігін және қайта өңдеуге жұмсалатын шығындардың немесе экологиялық шығындардың болмауын қамтиды. Қалыпты механикалық әдістердің көмегімен осы мөлшерді ұқсас азайтуға қол жеткізу үшін бумен өңдеуге қарағанда 70% көп энергия қажет [33]. Бумен өңдеу жапырақты тұқымдылар мен ауыл шаруашылығы қалдықтарын алдын ала өңдеудің неғұрлым экономикалық орынды процестерінің бірі деп танылды, бірақ ол қылқан жапырақты ағаш үшін тиімді емес болып табылады [9]. Бумен өңдеуді шектеу ксилан фракциясы бөлігінің бұзылуын, лигнин-көмірсу матрицасының толық емес бұзылуын және келесі процестерде пайдаланылатын микроорганизмдерді басуы мүмкін қосылыстардың пайда болуын қамтиды [34]. Микроорганизмдердің өсуін бәсеңдететін ыдырау өнімдерінің пайда болуына, ферментативті гидролизге және ферментацияға байланысты алдын ала өңделген биомассаны суда еритін гемицеллюлоздармен бірге ингибиторлық материалдарды жою үшін сумен жуу қажет [35]. 2. Талшықтардың аммиакпен бұзылуы Талшықтарды аммиакпен бұзу жолымен алдын ала өңдеу сұйық аммиакпен және бумен өңдеуді қамтиды [31]. Бұл лигноцеллюлоза материалдары жоғары температура мен қысымның әсеріне ұшырайтын, содан кейін қысымды тез түсіретін сілтілі термиялық алдын ала өңдеу. Бұл әдіс келесі процестердің ингибиторларын бермейді [9, 36]. Бұл алдын ала өңдеудің кемшілігі бар, ол лигниннің жоғары мөлшері бар биомассасы үшін аз тиімдірек (мысалы, жұмсақ ағаштан жасалған газет), сондай-ақ қатты материалдың өте аз фракциясын, әсіресе гемицеллюлозаны ерітеді [9, 37]. Ол қант қамысымен салыстырғанда аз лигнин бар субстраттарды өңдеу үшін тиімдірек. Бұл жүйе қантты тікелей бөлмейді, бірақ қантқа ыдырайтын полимерлерге (гемицеллюлоза және целлюлоза) ферментативті әсер етеді. 62 3. CO 2 өңдеу CO 2 өңдеу бумен және аммиакпен өңдеуге ұқсас әрекет етеді. Дегенмен, CO 2 өңдеу аммиакпен өңдеуге қарағанда тиімді және бумен өңдеу сияқты тежегіштердің пайда болуын тудырмайды [26, 38]. Бумен өңдеу әдісімен салыстыруға қарағанда оның конверсия шығулары жоғары [38]. 4.2.1.3 Химиялық алдын ала өңдеу Кристалды целлюлозада целлюлозаның сутекті байланыстарын бұзатын химиялық агент қажет. Қышқыл мен сілтілердің су ерітінділері химиялық заттардың осы тобына жатады. Төменде лигноцеллюлоза биомассасын алдын ала өңдеудің химиялық әдістері келтірілген. жүктеу/скачать 4,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|