catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-1103Research ArticleБИОТОПЛИВОBIOFUELSИсследование влияния ультразвуковой предобработки на состав лигноцеллюлозного материала в биотехнологических процессахThe influence of ultrasonic pretreatment on the composition of lignocellulose material in biotechnological processesСульманЭ. М.SulmanE. M.ctls@kalvis.ruСульманМ. Г.SulmanM. G.ctls@kalvis.ruПрутенскаяЕ. АPrutenskayaE. A.ctls@kalvis.ruТверской государственный технический университетРоссияTver State Technical UniversityRussian Federation201015012025055863Copyright © LLC "KALVIS", 20242024LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1103

В работе изучено ультразвуковое воздействие и возможности использования его разрушающего влияния на лигноцеллюлозный материал для увеличения реакционной способности растительной биомассы. Основная задача предварительной обработки заключается в разрушении кристаллической, высокоупорядоченной структуры целлюлозы и (или удалении) лигнина. Для обработки сырья использовали ультразвук частотой 30 кГц. При выбранных оптимальных параметрах ультразвуковой предобработки деструкция целлюлозы достигает 16% от а.с.в., лигнина 11.4% от а.с.в. Предварительная обработка субстрата ультразвуком изменяет скорость и глубину разложения сырья в процессе культивирования и может быть применена для ускорения биоконверсии лигноцеллюлозных субстратов в производстве биодизеля.

Ultrasonic influence and the possibility of using its destructive impact on lignocellulose material to increase the reactivity of the plant biomass was studied in the work. The main objective of pretreatment is the destruction of crystalline, highly ordered structure of cellulose and (or remove) lignin. Ultrasonic frequency of 30 kHz used for processing of the raw materials. Destruction of cellulose is about 16 %, lignine – 11,4 % at selected optimum parameters of ultrasonic pretreatment. Ultrasound pretreatment of the substrate alters the speed and depth of the biomass feed decomposition in the process of cultivation, and can be used to accelerate the bioconversion of lignocellulose substrates in the production of biodiesel.

ультразвукбиодеструкциялигноцеллюлозный материалBacillus subtilisultrasoundbiodegradationlignocellulose materialBacillus subtilisReferencesБелова Н.В. Грибы белой гнили древесины и возможность их использования для утилизации отходов /Н.В. Белова, Н.П.Денисова // Биотехнология.-2005.-№ 4.-С.55-58Белова Н.В. Грибы белой гнили древесины и возможность их использования для утилизации отходов /Н.В. Белова, Н.П.Денисова // Биотехнология.-2005.-№ 4.-С.55-58Кадималиев Д.А. Влияние прессования на свойства лигнина древесины сосны, обработанной грибом Panus tigrinus/ Д.А.Кадималиев, В.В.Ревин, В.В.Шутова //Химия растительного сырья.- 2001.- №3.- С.111-118.Кадималиев Д.А. Влияние прессования на свойства лигнина древесины сосны, обработанной грибом Panus tigrinus/ Д.А.Кадималиев, В.В.Ревин, В.В.Шутова //Химия растительного сырья.- 2001.- №3.- С.111-118.Современные представления о строение целлюлоз / Л.А. Алешина, С.В.Глазкова, Л.А.Луговская, М.В. Подойникова, А.Д.Фофанов, Е.В. Силина// Химия растительного сырья.- 2001.- №1. –С.5-36.Современные представления о строение целлюлоз / Л.А. Алешина, С.В.Глазкова, Л.А.Луговская, М.В. Подойникова, А.Д.Фофанов, Е.В. Силина// Химия растительного сырья.- 2001.- №1. –С.5-36.Saddler J.N., Brownell H.H., Clermont LФ.P., Levitin N.// Biotechnol. Bioengng., 1982, V.24, 6, р. 1389-1402.Saddler J.N., Brownell H.H., Clermont LФ.P., Levitin N.// Biotechnol. Bioengng., 1982, V.24, 6, р. 1389-1402.Bioconversion of rice straw into feed / S.S. Kahlon, K.Neeraj, K.L.Karla, H.S.Grewal// J.Res. Punjab Ag.Univ.- 1990.- №3.- P. 447-456.Bioconversion of rice straw into feed / S.S. Kahlon, K.Neeraj, K.L.Karla, H.S.Grewal// J.Res. Punjab Ag.Univ.- 1990.- №3.- P. 447-456.Madan Patrabansh S. The microbial conversion of different agricultural residues and its biological efficiency // Acta biotechnol.- 1995.-№ 1.- P. 131-135.Madan Patrabansh S. The microbial conversion of different agricultural residues and its biological efficiency // Acta biotechnol.- 1995.-№ 1.- P. 131-135.Bremner D. Historical introduction to sonochemistry // Advances in Sonochemistry. – 1990. – Vol. 1. – P. 1-37Bremner D. Historical introduction to sonochemistry // Advances in Sonochemistry. – 1990. – Vol. 1. – P. 1-37Mosier N., Wyman C., Dale B. Bioresource Technology.2005.96, S. 673-686.Mosier N., Wyman C., Dale B. Bioresource Technology.2005.96, S. 673-686.Саловарова В.П., Козлов Ю.П. Эколого-биотехнологичекие основы конверсии растительных субстратов. М: РУДН. 2001. 331с.Саловарова В.П., Козлов Ю.П. Эколого-биотехнологичекие основы конверсии растительных субстратов. М: РУДН. 2001. 331с.Прутенская Е.А., Сульман М.Г., Ожимкова Е.В. Влияние ультразвуковой предобработки на состав лигноцеллюлозного материала // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2008. Т. 51. № 6. С. 97-98.Прутенская Е.А., Сульман М.Г., Ожимкова Е.В. Влияние ультразвуковой предобработки на состав лигноцеллюлозного материала // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2008. Т. 51. № 6. С. 97-98.Мargulis M.A. Sonochemistry and Cavitation. – Luxemburg: Gordon and Breach Science Publishers. 1995. – 543 с.Мargulis M.A. Sonochemistry and Cavitation. – Luxemburg: Gordon and Breach Science Publishers. 1995. – 543 с.Химия и ультразвук. Пер. с англ. / Под ред. Т. Мейсона. М.:, 1993.–191 с.Химия и ультразвук. Пер. с англ. / Под ред. Т. Мейсона. М.:, 1993.–191 с.Влияние ультразвука на лигнин древесины дуба /Г.Ф.Антонова, А.В.Баженов, Т.Н.Вараксина, Н.Т.Коновалов, Н.Н.Коновалова, В.В.Стасова // Химия растительного сырья.- 2006.- №3.-С. 5-16.Влияние ультразвука на лигнин древесины дуба /Г.Ф.Антонова, А.В.Баженов, Т.Н.Вараксина, Н.Т.Коновалов, Н.Н.Коновалова, В.В.Стасова // Химия растительного сырья.- 2006.- №3.-С. 5-16.Превращения лигнина древесины осины под действием озона / С.А. Аутлов, Н.А. Мамлеева, Н.Г.Базарнова, А.Н. Пряхин, В.В. Лунин // Химия растительного сырья.- 2004.- №3. –С.87-93.Превращения лигнина древесины осины под действием озона / С.А. Аутлов, Н.А. Мамлеева, Н.Г.Базарнова, А.Н. Пряхин, В.В. Лунин // Химия растительного сырья.- 2004.- №3. –С.87-93.Киприанов А.И. Инициирование химических реакций в жидкофазной среде / А.И.Киприанов //Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы Всероссийского семинара 28-29 марта 2002.- Барнаул.-2002.- С. 64-67.Киприанов А.И. Инициирование химических реакций в жидкофазной среде / А.И.Киприанов //Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы Всероссийского семинара 28-29 марта 2002.- Барнаул.-2002.- С. 64-67.Першина Л.А. Свойства лигнина, выделенного с помощью ультразвуковых колебаний// Изв. Томского политехнического института.-1969.-Т.69.-С.160-163.Першина Л.А. Свойства лигнина, выделенного с помощью ультразвуковых колебаний// Изв. Томского политехнического института.-1969.-Т.69.-С.160-163.Янковский Б.А. О действии ультразвука на древесину/ Б.А.Янковский, Л.А.Першина // Химия древесины.-1969.-Вып.3.-С.57-62.Янковский Б.А. О действии ультразвука на древесину/ Б.А.Янковский, Л.А.Першина // Химия древесины.-1969.-Вып.3.-С.57-62.Оболенская А.В.и др. Практические работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Лесная пром-ть.1965.411с.Оболенская А.В.и др. Практические работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Лесная пром-ть.1965.411с.Химическое строение лигнинов, полученных различными способами щелочной делигнификации древесины сосны/ Л. В.Каницкая, И. А.Козлов, В. А.Бабкин, А. Н.Заказов, Э. Н. Дерягина // Химия в интересах устойчивого развития. - 1999. - Т. 7. - С. 49-56.Химическое строение лигнинов, полученных различными способами щелочной делигнификации древесины сосны/ Л. В.Каницкая, И. А.Козлов, В. А.Бабкин, А. Н.Заказов, Э. Н. Дерягина // Химия в интересах устойчивого развития. - 1999. - Т. 7. - С. 49-56.Прутенская Е.А. Изучение влияния низкочастотного ультразвукового поля на деструкцию лигноцеллюлозного материала /Е.А..Прутенская, Г.И.Быстрова, И.В.Потоцкая// Вестник Тверс.госуд.тех.университета.-2010.-Вып.16.-с.3-7.Прутенская Е.А. Изучение влияния низкочастотного ультразвукового поля на деструкцию лигноцеллюлозного материала /Е.А..Прутенская, Г.И.Быстрова, И.В.Потоцкая// Вестник Тверс.госуд.тех.университета.-2010.-Вып.16.-с.3-7.Грег С. Адсорбция .Удельная поверхность и пористость / С. Грег, К. Синг – М.: Мир, 1984. – 311 с.Грег С. Адсорбция .Удельная поверхность и пористость / С. Грег, К. Синг – М.: Мир, 1984. – 311 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.