Застосування біоенергетичних культур для виробництва біопластику
DOI:
https://doi.org/10.47414/be.2.2021.244101Анотація
Вступ. На сьогодні, альтернативні природні ресурси дедалі ширше й ширше застосовуються в якості основної промислової сировини, що використовується не тільки для виробництва біопалива та різних видів енергії, а й інших продуктів. Біоенергетичні культури міскантус та світчграс, які характеризуються багаторічною високою врожайністю, на відміну, наприклад, від сільськогосподарських відходів, можуть виявитися перспективним способом залучення нових джерел високоякісної целюлози і для виробництва біопластика. Новітні наукові дослідження міскантусу підтверджують гіпотезу українських учених 80-х років ХХ ст. та вчених інших країн, що сировина даної целюлозовмісної культури цілком позиціонується як матеріал для виробництва целюлози й біопластика, так і для біотехнологічного отримання розчинних вуглеводів і біопалива.
Висновок. Встановлено: біоенергетичні культури міскантус та світчграс можуть виявитися перспективним способом залучення нових джерел високоякісної целюлози для виробництва біопластика.
Посилання
Endres, H.-J.; Siebert-Raths, A.: Technische Biopolymere, Carl Hanser Verlag, 2009.
Agbor, V.B., Cicek, N., Sparling, R., Berlin, A. and Levin, D.B. (2011) Biomass Pretreatment: Fundamentals toward Application. Biotechnology Advances, 29, 675–685. http://dx.doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.05.005.
V. Menon and M. Rao, Trends in bioconversion of lignocellulose: Biofuels, platform chemicals & biorefinery concept, Prog. Energy Combust. Sci.,2012, 38, 522–550.
Mäki-Arvela, P.; Anugwom, I.; Virtanen, P.; Sjöholm, R.; Mikkola, J. P., Dissolution of lignocellulosic materials and its constituents using ionic liquids — a review, Industrial Crops and Products 2010 Vol.32 No.3 pp.175–201.
F. Cherubini, The biorefinery concept: Using biomass instead of oil for producing energy and chemicals, Energy Convers. Manage., 2010, 51, 1412–1421.
Ягодин В. И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени. —Л.: Химия, 1981. — 224 с.
Шитов Ф. А. Технология целлюлозно-бумажного производства. — М.: Лесная промышленность, 1987. — 208 с.
Fink, H.-P.; Engelmann, G.; Ebert, A.: Lignin als Polymerwerkstoff, FNR-Fachgespräch Stoffliche Nutzung von Lignin, Berlin, March 2009.
Martien van den Oever, Molenveld K., Maarten van der Zee, Bos H, Bio-based and biodegradable plastics — Facts and Figures, Wageningen Food & Biobased Research number 1722, 65 p.
Вирощування біоенергетичних культур: монографія / за ред. к. с.- г. н. М. Я. Гументика / [М. Я. Гументик, Б. М. Радейко, Я. Д. Фучило, В. М. Сінченко, О. М. Ганженко та ін.]. — К.: ТОВ «ЦП «Компринт», 2018. — 178 с. (ISBN978–966–929–779–2)
Міскантус в Україні: монографія / [М. В. Роїк, В. М. Сінченко, [В. І. Пиркін], В. М. Квак та ін.]. — К.: ФОП Ямчинський О. В., 2019–256 с. ISSN978–617–7804–11–5.
Arnoult, S., & Brancourt-Hulmel, M. (2015). A review on Miscanthus biomass production and composition for bioenergy use: Genotypic and environmental variability and implications for breeding. BioEnergy Research, 8, 502–526. https://doi.org/10.1007/s12155– 014–9524–7.
Вelmokhtar, N., Habrant, A., Lopes Ferreira, N., & Chabbert, B. (2013). Changes in phenolics distribution after chemical pretreatment and enzymatic conversion of Miscanthus × giganteus internode.BioEnergy Research, 6, 506–518. https://doi.org/10.1007/ s12155–012–9275–2.
Xu, N., Zhang, W., Ren, S., Liu, F., Zhao, C., Liao, H., Peng, L. (2012). Hemicelluloses negatively affect lignocellulose crystallinity for high biomass digestibility under NaOH and H2SO4 pretreatments in Miscanthus. Biotechnology for Biofuels, 5, 58.https://doi.org/10.1186/1754–6834–5–58.
Кроткевич П.Г., Шумейко К. И., Волошина Л. А., Нестерчук Е. Н., Петрунь И. И. Морфологические особенности и химический состав Miscanthus sinensis Anderss как сырья для целлюлозно-бумажной промышленности // Растит. ресурсы. 1983. Т. XIX. Вып. 3. С. 321–323.
Schäfer J, Sattler M, Iqbal Y, Lewandowski I, Bunzel M. Characterization of Miscanthus cell wall polymers. GCB Bioenergy.2019;11:191–205. https://doi.org/10.1111/gcbb.12538
Brosse N., Dufour A., Meng X., Miscanthus: a fast- growing crop for biofuels and chemicals production, Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd | Biofuels, Bioprod. Bioref. (2012); DOI: 10.1002/bbb.
Holmgren, A.; Brunow, G.; Henriksson, G.; Zhang, L.; Ralph, J. Non-enzymatic reduction of quinone methides during oxidative coupling of monolignols: Implications for the origin of benzyl structures in lignins. Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 3456–3461.
Duval, A.; Molina-Boisseau, S.; Chirat, C. Comparison of Kraft lignin and lignosulfonates addition to wheat gluten-based materials: Mechanical and thermal properties. Ind. Crops Prod. 2013, 49, 66–74.
Graupner, N. Application of lignin as natural adhesion promoter in cotton fibre-reinforced poly(lactic acid) (PLA) composites. J. Mater. Sci. 2008, 43, 5222–5229.
Laurichesse, S.; Avérous, L. Chemical modification of lignins: Towards biobased polymers. Prog. Polym. Sci.2014, 39, 1266–1290.
Duval, A.; Lawoko, M. A review on lignin-based polymeric, micro- and nano-structured materials. React. Funct. Polym. 2014, 85, 78–96.
Klapiszewski, Ł.; Bula, K.; Sobczak, M.; Jesionowski, T. Influence of Processing Conditions on the Thermal Stability and Mechanical Properties of PP/Silica-Lignin Composites. Int. J. Polym. Sci. 2016, 2016, 1–9.
Nair, S.S.; Chen, H.; Peng, Y.; Huang, Y.; Yan, N. Polylactic Acid Biocomposites Reinforced with Nanocellulose Fibrils with High Lignin Content for Improved Mechanical, Thermal, and Barrier Properties. ACS Sustain. Chem. Eng. 2018, 6, 10058–10068.
Spiridon, I.; Leluk, K.; Resmerita, A.M.; Darie, R. N. Evaluation of PLA–lignin bioplastics properties before and after accelerated weathering. Compos. Part B Eng. 2015, 69, 342–349.
