Mechanochemical methods for biomass pretreatment activation
Abstract
Discussed the fundamental problems of search and realization of synergies arising from the mechanochemical pre-processing of vegetable raw materials. Mechanism, relating intense physical and mechanical effects on materials in the process of preliminary preparation of the root hemi-hydrolytic reactions in the mass of structural units of the plant biomass is established. Earlier models have shown that the mechanical effects can influence significantly on the reactivity of macromolecules, alter the hybridization bonds. The biomaterials grinding experiments were conducted to reveal similar patterns in plant structures. The best results were obtained in the extruder in the presence of catalysts of the hydrolytic cleavage of polysaccharides (acids, alkalis, enzymes). It is shown that hydrolytic processes are considerably accelerated in the fields of force extruder using birch wood; operating temperature significantly decreased as compared with thermal hydrolysis; formation of furfural and other harmful by-products were not occur. Experiments have shown that the use of mechanochemical methods can reduce processing time and reduce the formation of by-products, it shows the usefulness of the practical application of this technology.
About the Authors
S. D. RazumovskyRussian Federation
V. V. Podmaster’iev
Russian Federation
A. N. Zelenetski
Russian Federation
References
1. Mousdale D.M. // BIOFUEL. Biotechnology, Chemistry and Sustanable Development. Boca Rota, London, New York: CRC Press, 2008.
2. Galbe M., Zacchi G. // Appl.Biochem. & Biotechnol. 2002. Vol. 59. Р. 618.
3. Schell D.J., Torget R., Power A. et al. // Appl.Biochem. & Biotechnol. 1991. Vol. 113. № 28/29. P. 87.
4. Richards S. // Сhem. Eng. Technol. 2008. Vol. 31. № 5. P. 765.
5. Моисеев И.И., Платэ Н.А., Варфоломеев С.Д. // Вестник РАН. 2006. Т. 76. № 5. С. 427.
6. Ениколопов Н.С. // Успехи химии. 1991. Т. 60. № 3. С. 586.
7. Alfani F., Gallifuoko A., Saporosi A. et al. // J. Ind. Microbiol. & Biotechnol. 2000, Vol. 25. № 4. P. 192.
8. Балашова Е.А., Сахоненко Л.С., Роговина С.З., Ениколопов Н.С. // Д. АН СССР. 1988, T. 302. № 5. C. 1134.
9. Белуза Я.М., Жорин В.А., Иванов В.В. и др. // Д. АН СССР. 1985. Т. 285. № 6. С. 1394.
10. Ditrick P. // Oil & Gas J. 2007. Oct. 8 Р. 20.
11. Rausch K.D., Belyea R.L. // Appl.Biochem. & Biotechnol. 2006. Vol. 128. Р. 47.
12. Cтепаненко П. // Химический журнал. 2008. № 9. C. 30.
13. Kontturi E.J. Surface Chemistry of Cellulose. Eindhoven, Technische Universiteit Eindhoven, 2005.
14. Химия и технология крахмала / Под ред. П Керр. Пер с англ. М: Пищепромиздат. 1956.
15. Панцхава Е.С., Пожарнов В.А. // Энергия. 2005. № 6. C. 10.
16. Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. М.: Химия, 1968.
17. Авакумов Е.Г. // Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука. СО, 1988.
18. Никольский В.Г. // Популярная механика. 2008. № 11. С. 94.
19. Разумовский С.Д.. Махлис Т.А., Сенько О.В. и др. // Изв. РАН. Серия химическая. 2008. № 8. С. 1603.
20. Прут Э.В., Зеленецкий А.Н. // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 1. С. 72.
21. Козлов П.В., Папков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров. М.: Химия, 1982.
22. Попов А.А., Раппопорт Н.Я.. Заиков Г.Е. Окисление ориентированных и напряженных полимеров. М.: Химия, 1987.
23. Попов А.А., Раковски С., Разумовский С.Д. и др. // Изв. Болгарской АН. 1975. Т. 8. № 3. С. 571.
24. Гольдфарб Я.Л., Беленький Л.И. // Успехи химии. 1960. Т. 29. № 4. С. 470.
Review
For citations:
Razumovsky S.D., Podmaster’iev V.V., Zelenetski A.N. Mechanochemical methods for biomass pretreatment activation. Kataliz v promyshlennosti. 2010;(5):53-57. (In Russ.)