catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2016-2-57-61catal-338Research ArticleБИОКАТАЛИЗBIOCATALYSISПредобработка рисовой лузги в полупромышленной мельнице для последующего ферментативного гидролизаPre-treatment of Rice Husk in a Semicommercial Mill for the Following Enzymatic HydrolysisПодгорбунскихЕ. М.PodgorbunskikhE. M.ctls@kalvis.ruБычковА. Л.BychkovA. L.ctls@kalvis.ruЛомовскийО. И.LomovskiiO. I.ctls@kalvis.ruИнститут химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН), г. НовосибирскРоссияInstitute of Solid Chemistry and Mechanochemistry, NovosibirskRussian FederationИнститут химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН), г. Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)РоссияInstitute of Solid Chemistry and Mechanochemistry, Novosibirsk; Novosibirsk State UniversityRussian Federation2016120420161625761Copyright © LLC "KALVIS", 20162016LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/338

Изучено влияние механической активации рисовой лузги на реакционную способность входящих в ее состав углеводов. Активацию проводили в полупромышленной центробежной роликовой мельнице. Установлено, что механическая обработка сырья приводит к увеличению его реакционной способности благодаря увеличению удельной площади поверхности и аморфизации кристаллических участков целлюлозы. Определены оптимальные технологические режимы активации, приводящие к получению реакционноспособного продукта из рисовой лузги: частота вращения ротора – 1500 об/мин, скорость подачи сырья – 30 кг/ч. Частицы рисовой лузги в этих условиях измельчаются до 45–50 мкм. Отмеченные изменения приводят к увеличению выхода низкомолекулярных углеводов при полном ферментативном гидролизе материала в семь раз.

The influence of mechanical activation of rice husk on the reactivity of the comprised carbohydrates was studied. A semicommercial centrifugal roller mill was used for the activation. The mechanical activation of the raw material was established to result in improvement of the reactivity owing to enlargement of the surface area and amorphization of crystalline fragments of cellulose. Optimal technological regimes of the activation were determined to prepare the reactive product from rice husk: rotor speed of 1500 RPM, feed rate of 30 kg/h. Particles of rice husk of 45–50 mm are obtained under these conditions. As a result, the yield of low-molecular carbohydrates increases by a factor of 7 upon complete enzymatic hydrolysis.

ферментативный гидролизмасштабированиемеханическая активациярисовая лузгабиотопливоцентробежная роликовая мельницаenzymatic hydrolysisscalingmechanical pretreatmentrice huskbiofuelcentrifugal roller millReferencesMcKendry P. // Bioresource Technology. 2002. Vol. 83. P. 37-46.McKendry P. // Bioresource Technology. 2002. Vol. 83. P. 37-46.Gupta A., Verma J.P. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. Vol. 41. P. 550-567.Gupta A., Verma J.P. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. Vol. 41. P. 550-567.Anvar Z., Gulfraz M., Irshad M. // Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 2014. Vol. 7. P. 163—173.Anvar Z., Gulfraz M., Irshad M. // Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 2014. Vol. 7. P. 163—173.Директива развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года. В. Путин. 24 апреля 2012 г. № 1853п-П8. ВП-П8-2322.Директива развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года. В. Путин. 24 апреля 2012 г. № 1853п-П8. ВП-П8-2322.Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 april 2009.Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 april 2009.Prasad M.P., Rekha S., Tamilarasan M., Subha K.S. // Advanced Biotech. 2009. Vol. 9. P. 41—43.Prasad M.P., Rekha S., Tamilarasan M., Subha K.S. // Advanced Biotech. 2009. Vol. 9. P. 41—43.Sun Y., Cheng J. // Journal of Bioresource Technology. 2002. Vol. 83. P. 1—11.Sun Y., Cheng J. // Journal of Bioresource Technology. 2002. Vol. 83. P. 1—11.Alvira P., Tomas-Pejo E., Ballesteros M., Negro M.J. // Bioresource Technology. 2010. Vol. 101. P. 4851—4861.Alvira P., Tomas-Pejo E., Ballesteros M., Negro M.J. // Bioresource Technology. 2010. Vol. 101. P. 4851—4861.Yu M., Li J., Chang S., Du R., Li S., Zhang L., Fan G., Yan Z., Cui T., Cong G., Zhao G. // Energies. 2014. Vol. 7. P. 4054—4067.Yu M., Li J., Chang S., Du R., Li S., Zhang L., Fan G., Yan Z., Cui T., Cong G., Zhao G. // Energies. 2014. Vol. 7. P. 4054—4067.Огарков В.И., Киселев О.И., Прищенко Ю.Е. и др. // Биотехнология. 1990. Т. 3. С. 66—71.Огарков В.И., Киселев О.И., Прищенко Ю.Е. и др. // Биотехнология. 1990. Т. 3. С. 66—71.Yu J., Zhong J., Zhang X., Tan T. // Appl Biochem Biotechnol. 2010. Vol. 160. P. 401—409.Yu J., Zhong J., Zhang X., Tan T. // Appl Biochem Biotechnol. 2010. Vol. 160. P. 401—409.Manaenkov O.V., Filatova A.E., Makeeva O.Yu., Kislitsa O.V., Doluda V.Yu., Sodorov A.I., Matveeva V.G., Sul’man E.M. // Catalysis in Industry. 2014. Vol. 6. №. 2. P. 150—157.Manaenkov O.V., Filatova A.E., Makeeva O.Yu., Kislitsa O.V., Doluda V.Yu., Sodorov A.I., Matveeva V.G., Sul’man E.M. // Catalysis in Industry. 2014. Vol. 6. №. 2. P. 150—157.Василов Р.Г. // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2007. Т. 3. № 2. С. 50—60.Василов Р.Г. // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2007. Т. 3. № 2. С. 50—60.Taherzadeh M.J., Karimi K. // Int. J. Mol. Sci. 2008. Vol. 9. P. 1621—1651.Taherzadeh M.J., Karimi K. // Int. J. Mol. Sci. 2008. Vol. 9. P. 1621—1651.Голязимова О.В., Политов А.А., Ломовский О.И. // Химия растительного сырья. 2009. №. 2. С. 59—63.Голязимова О.В., Политов А.А., Ломовский О.И. // Химия растительного сырья. 2009. №. 2. С. 59—63.Шаполова Е.Г., Бычков А.Л., Ломовский О.И. // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20. № 5. С. 639—644.Шаполова Е.Г., Бычков А.Л., Ломовский О.И. // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20. № 5. С. 639—644.Shapolova E.G., Bychkov A.L., Lomovsky O.I. // Journal of International Scientific Publications: Materials, Methods & Technologies. 2012. Vol. 6. №. 1. P. 196—206.Shapolova E.G., Bychkov A.L., Lomovsky O.I. // Journal of International Scientific Publications: Materials, Methods & Technologies. 2012. Vol. 6. №. 1. P. 196—206.Diaz A., Le Toullec J., Blandino A., De Ory I. Caro I. // Chemical engineering transactions. 2013. Vol. 32. P. 949—954.Diaz A., Le Toullec J., Blandino A., De Ory I. Caro I. // Chemical engineering transactions. 2013. Vol. 32. P. 949—954.Banerjee S., Sen R., Pandey R.A. Chakrabarti T., Satpute D., Giri B.S., Mudliar S. // Biomass and bioenergy. 2009. Vol. 33. P. 1680—1686.Banerjee S., Sen R., Pandey R.A. Chakrabarti T., Satpute D., Giri B.S., Mudliar S. // Biomass and bioenergy. 2009. Vol. 33. P. 1680—1686.Segal L., Creely J.J., Martin A.E. Jr., Conrad C.M. // Tex Res J. 1962. Vol. 29. P. 786—794.Segal L., Creely J.J., Martin A.E. Jr., Conrad C.M. // Tex Res J. 1962. Vol. 29. P. 786—794.Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / Пер. с англ. М.: Мир, 1970. 407 с.Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / Пер. с англ. М.: Мир, 1970. 407 с.Bychkov A.L., Buchtoyarov V.A., Lomovsky O.L. // Cellulose chemistry and technology. 2014. Vol. 48. P. 545—551.Bychkov A.L., Buchtoyarov V.A., Lomovsky O.L. // Cellulose chemistry and technology. 2014. Vol. 48. P. 545—551.Пат. 2381071 РФ МКП51 В02 С15/08. 10.02.2010. С. 4.Пат. 2381071 РФ МКП51 В02 С15/08. 10.02.2010. С. 4.Сергиенко В.И., Земнухова Л.А., Егоров А.Г., Шкорина Е.Д., Василюк Н.С. // Российский химический журнал. 2004. Т. 48. № 3. С. 116—124.Сергиенко В.И., Земнухова Л.А., Егоров А.Г., Шкорина Е.Д., Василюк Н.С. // Российский химический журнал. 2004. Т. 48. № 3. С. 116—124.Phaiboonsilpa N., Ogura M., Yamauchi K., Rabemanolontsoa H., Saka S. // Industrial crop and products. 2013. Vol. 49. P. 484—491.Phaiboonsilpa N., Ogura M., Yamauchi K., Rabemanolontsoa H., Saka S. // Industrial crop and products. 2013. Vol. 49. P. 484—491.Johar N., Ahmad I., Dufresne A. // Industrial crop and products. 2012. Vol. 37. P. 93—99.Johar N., Ahmad I., Dufresne A. // Industrial crop and products. 2012. Vol. 37. P. 93—99.Yeh A-I., Huang Y-C., Chen S.H. // Carbohydrate Polymers 2010. Vol. 79. P. 192—199.Yeh A-I., Huang Y-C., Chen S.H. // Carbohydrate Polymers 2010. Vol. 79. P. 192—199.Fan L.T., Lee Y.-H., Beardmore D.H. // Biotechnol. Bioeng. 1908. Vol. 22. P. 177-199.Fan L.T., Lee Y.-H., Beardmore D.H. // Biotechnol. Bioeng. 1908. Vol. 22. P. 177-199.Silva G.G.D., Conturier M., Berrin J.-G. // Bioresource Technology. 2012. Vol. 103. P. 192—200.Silva G.G.D., Conturier M., Berrin J.-G. // Bioresource Technology. 2012. Vol. 103. P. 192—200.Bychkov A.L., Ryabchikova E.I., Korolev K.G., Lomovsky O.L. // Biomass and bioenergy. 2012. Vol. 47. P. 260—267.Bychkov A.L., Ryabchikova E.I., Korolev K.G., Lomovsky O.L. // Biomass and bioenergy. 2012. Vol. 47. P. 260—267.

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