МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ К БИОКОНВЕРСИИ В КОРМОВЫЕ ПРОДУКТЫ И БИОЭТАНОЛ

Article Russian OPEN
Сушкова (Sushkova), Валентина (Valentina) Ивановна (Ivanovna) ; Устюжанинова (Ustjuzhaninova), Людмила (Ljudmila) Васильевна (Vasil'evna) ; Березина (Berezina), Оксана (Oksana) Валентиновна (Valentinovna) ; Яроцкий (Jarockij), Сергей (Sergej) Викторович (Viktorovich) (2016)
  • Publisher: Altai State University
  • Journal: Khimiia rastitel'nogo syr'ia (Chemistry of plant raw material) (issn: 1029-5143, eissn: 1029-5151)
  • Related identifiers: doi: 10.14258/jcprm.201601841
  • Subject: starchy raw materials, grain waste, pentosane- and cellulosic feedstock, polysaccharides, hemicelluloses, hemicelluloses hydroly-sate, lignocellulosic residue, enzymatic hydrolysis, an enzyme; amylase, cellulase, сsilananda activity; the degree of convers | крахмалсодержащее сырье, зерноотходы, пентозан- и целлюлозосодержащее сырье, полисахариды, гемицеллюлозы, ге-мицеллюлозный гидролизат, лигноцеллюлозный остаток, ферментативный гидролиз, ферментный препарат; амилазная, целлюлазная, ксиланазная активности;

Представлен анализ литературных данных следующих способов предобработки крахмал-, пентозан- и целлюлозосодержащего растительного сырья к ферментативному гидролизу (ФГ) полисахаридов (ПС): гидротермических, органосольвентных с получением технической целлюлозы, органосольвентных с серной кислотой, кислотно-катализированных с паровым взрывом, щелочных, бисульфитного (SPORL) и кислотно-каталитического с использованием дисковой мельницы.На основании анализа даны рекомендации по совершенствованию технологической схемы получения кормовых белковых продуктов из отрубей совместно с другими зерноотходами. Технологическая схема должна включать дополнительный процесс тонкого измельчения отрубей и зерноотходов и гидротермодинамическую обработку (ГТДО) при следующем технологическом режиме: а.с.в. не менее 15%; 86–100 °С, время выдержки при этой температуре не более 1 ч с термостабильным ферментным препаратом, содержащим α-амилазу (Зимаджунт 340С*, или Амилаза НТ-4000, или Амилекс 4Т). Эффективность последующего ФГ частично гидролизованного крахмала и некрахмалистых полисахаридов крахмалсодержащего сырья обеспечивает следующий комплекс ферментных препаратов: глюковамарин, GC 220, обладающий  целлюлазной, целлобиазной, ксиланазной и β-глюканазной активностями и Novozymes 188, содержащий целлобиазу.Подтверждены данные по наиболее эффективным методам предподготовки пентозан- и целлюлозосодержащего растительного сырья к ферментативному гидролизу целлюлозы в 2% суспензии лигноцеллюлозного остатка, позволяющими получить общий выход сахаров и выход этанола не менее 90% от теоретического, как с делигнификацией, так и без отделения лигнина. Перспективными из них можно считать следующие: органосольвентный с H2SO4, паровой взрыв с SO2 и последующей промывкой экструдированной биомассы водой и окислительно-щелочным раствором и механохимические: бисульфитный (SPORL) и кислотно-каталитический с использованием установок горячего размола (УГР). Установлено, что в первых двух способах допускается содержание лигнина  в лигноцеллюлозном остатке до 16–18%, а в третьем до 30%. Кислотно-каталитический метод гидролиза с элементами технологии SPORL с использованием установок горячего размола (УГР) рекомендован к лабораторным и опытно-промышленным испытаниям в гидролизной промышленности России.Эффективность ФГ целлюлозы из лигноцеллюлозного остатка обеспечивают следующие комплексы ферментных препаратов: Сelluclast (20 FPU/г глюкана), и Novozyme188 (соотношение β-глюкозидазы к целлюлазе 1,75–2,0 : 1) или Spezyme CP, GC-220 (15 FPU/г глюкана), Multifect Xylanase (соотношение β-глюкозидазы к целлюлазе 2,0 : 1). 
  • References (46)
    46 references, page 1 of 5

    1. Iarotskii S.V., Sushkova V.I., Sineokii S.P., Lukina G.P. Ekonomicheskii analiz proizvodstva biobutanola i perspektivy ego razvitiia. [The economic analysis of bioethanol production and its development prospects]. Moscow, 2008, 65 p. (in Russ.).

    2. Sushkova, V.I., Vorob'eva G.I. Bezotkhodnaia konversiia rastitel'nogo syr'ia v biologicheski aktivnye veshchestva. [Waste-free conversion of vegetable raw materials in biologically active substances]. Moscow, 2008, 215 p. (in Russ.).

    3. Sushkova V.I., Ustiuzhaninova L.V. Metody podgotovki otkhodov proizvodstv lesopileniia i derevoobrabotki k biokonversii v biorastvoriteli. [Methods of preparation of the waste production sawmilling and wood to the bioconversion in biorastvoriteli]. Moscow, 2013, 95 p. (in Russ.).

    4. Sushkova V.I., Ustiuzhaninova L.V. Obshchestvo, nauka, innovatsii (NTK-2011): vserossiiskaia nauchnotekhnicheskaia konferentsiia. [Society, science, innovation (SPC-2011): All-Russian Scientific and Technical Conference]. Kirov, 2014, pp. 20-23. (in Russ.).

    5. Sharkov V.I., Sapotnitskii S.A., Dmitrieva O.A., Tumanov I.F. Tekhnologiia gidroliznykh proizvodstv. [Hydrolysis technology industries]. Moscow, 1973, 408 p. (in Russ.).

    6. Sharkov V.I., Kuibina N.I. Khimiia gemitselliuloz. [Chemistry hemicellulose]. Moscow, 1972, 440 p. (in Russ.).

    7. Khol'kin Iu.I. Tekhnologiia gidroliznykh proizvodstv. [Hydrolysis technology industries]. Moscow, 1989, 496 p. (in Russ.).

    8. Sushkova V.I., Ustiuzhaninova L.V. Obshchestvo, nauka, innovatsii (NTK-2011): vserossiiskaia nauchnotekhnicheskaia konferentsiia. [Society, science, innovation (SPC-2011): All-Russian Scientific and Technical Conference]. Kirov, 2012, pp. 16-17. (in Russ.).

    9. Likhtenberg L.A. Pishchevaia promyshlennost', Moscow, 1997, no. 3, pp. 22-25. (in Russ.).

    10. Sushkova V.I. Protsess fermentatsii. Bioreaktory. Praktikum k kursovomu i diplomnomu proektirovaniiu. Uchebnoe posobie. [The fermentation. Bioreactors. Workshop to course and degree designing. Tutorial]. Kirov, 2006, 63 p. (in Russ.).

  • Metrics
    No metrics available
Share - Bookmark