Дослідження ефективності лужної обробки пшеничної соломи для виробництва біоетанолу

Автор(и)

  • Віта Галиш Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Інститут хімії поверхні імені О. О. Чуйка НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7063-885X
  • Інна Трус Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна http://orcid.org/0000-0001-6368-6933
  • Ольга Ященко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-3716-8707
  • Марина Громнадська Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна https://orcid.org/0000-0002-8165-561X
  • Павло Зубик Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-0435-0254

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-3(41)-322-330

Ключові слова:

целюлозний продукт; делігніфікація; лігнін; біопаливо; біоетанол

Анотація

Досліджено процес лужної обробки пшеничної соломи з метою вилучення полісахаридної фракції для подальшого перетворення на рідке біопаливо. Для встановлення впливу концентрації гідроксиду натрію (2-6 %) та тривалості обробки (30-150 хв) на ефективність делігніфікації реалізовано план повного факторного експерименту типу 22. Побудовано регресійні моделі процесу, перевірено їх адекватність статистичними критеріями Кохрена та Фішера. Встановлено, що підвищення концентрації лугу сприяє зменшенню вмісту лігніну, але супроводжується зниженням виходу твердої фракції, що свідчить про часткову втрату вуглеводної складової. Застосовано узагальнену функцію бажаності Харрінгтона для визначення оптимальних параметрів обробки (2,2 % розчин NaOH протягом 89 хв, функції бажаності – 0,6906).

 

Біографії авторів

Віта Галиш, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Інститут хімії поверхні імені О. О. Чуйка НАН України

доктор технічних наук, доцент кафедри екології та технології рослинних полімерів,
науковий співробітник лабораторії кінетики та механізмів хімічних перетворень на поверхні твердих тіл 

Інна Трус, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» 

доктор технічних наук, доцент кафедри екології та технології рослинних полімерів


Ольга Ященко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

кандидат технічних наук, провідний інженер  кафедри екології та технології рослинних полімерів


Марина Громнадська, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» 

доктор філософії, старший викладач кафедри промислової біотехнології та біофармації

Павло Зубик, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

аспірант кафедри промислової біотехнології та біофармації


Посилання

Hirani, A. H., Javed, N., Asif, M., Basu, S. K., & Kumar, A. (2018). A review on first- and second-generation biofuel productions. Biofuels: Greenhouse Gas Mitigation and Global Warming: Next Generation Biofuels and Role of Biotechnology, 141-154.

Halysh, V., Romero-García, J. M., Vidal, A. M., Kulik, T., Palianytsia, B., García, M., & Castro, E. (2023). Apricot seed shells and walnut shells as unconventional sugars and lignin sources. Molecules, 28(3), 1455.

Trembus, I., & Mykhailenko, N. (2024). Resource-saving wheat straw processing technology. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 59(3), 585-590.

Barbash, V. A., Yashchenko, O. V., Yakymenko, O. S., & Myshak, V. D. (2023). Extraction, properties and use of nanocellulose from corn crop residues. Applied Nanoscience, 13(12), 7455-7468.

Bajpai, P. (2016). Structure of lignocellulosic biomass. In Pretreatment of lignocellulosic biomass for biofuel production (pp. 7–12). Springer Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0687-6_2.

Yuan, Y., Jiang, B., Chen, H., Wu, W., Wu, S., Jin, Y., & Xiao, H. (2021). Recent advances in understanding the effects of lignin structural characteristics on enzymatic hydrolysis. Biotechnology for Biofuels, 14(1), 205.

Jain, S., Kumar, S. (2024). Advances and challenges in pretreatment technologies for bioethanol production: A comprehensive review. Sustainable Chemistry for Climate Action, 100053.

Zhao, L., Sun, Z. F., Zhang, C. C., Nan, J., Ren, N. Q., Lee, D. J., et al. (2022). Advances in pretreatment of lignocellulosic biomass for bioenergy production: challenges and perspectives. Bioresource Technology, 343, 126123.

Beig, B., Riaz, M., Naqvi, S. R., Hassan, M., Zheng, Z., Karimi, K., et al. (2021). Current challenges and innovative developments in pretreatment of lignocellulosic residues for biofuel production: A review. Fuel, 287, 119670.

Rusănescu, C. O., Ciobanu, M., Rusănescu, M., Dinculoiu, R. L. (2024). Pretreatments applied to wheat straw to obtain bioethanol. Appl. Sci., 14(4), 1612.

Sun, S., Zhang, L., Liu, F., Fan, X., Sun, R. C. (2018). One-step process of hydrothermal and alkaline treatment of wheat straw for improving the enzymatic saccharification. Biotechnol. Biofuels, 11(1), 137.

Shah, T. A., Khalid, S., Nafidi, H. A., Salamatullah, A. M., Bourhia, M. (2023). Sodium hydroxide hydrothermal extraction of lignin from rice straw residue and fermentation to biomethane. Sustain., 15(11), 8755.

Abolore, R. S., Jaiswal, S., & Jaiswal, A. K. (2024). Green and sustainable pretreatment methods for cellulose extraction from lignocellulosic biomass and its applications: A review. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 7, 100396.

Kim, J. S., Lee, Y. Y., & Kim, T. H. (2016). A review on alkaline pretreatment technology for bioconversion of lignocellulosic biomass. Bioresource technology, 199, 42-48.

Barbash, V., Poyda, V., & Deykun, I. (2011). Peracetic acid pulp from annual plants. Cellulose chemistry and Technology, 45(9), 613.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-15

Як цитувати

Галиш, В. ., Трус, І. ., Ященко, О., Громнадська, М. . ., & Зубик, П. . . (2025). Дослідження ефективності лужної обробки пшеничної соломи для виробництва біоетанолу. Технічні науки та технології, (3 (41), 322–330. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-3(41)-322-330

Номер

№ 3 (41) (2025): Технічні науки та технології

Розділ

ХІМІЧНІ ТА ХАРЧОВІ ТЕХНОЛОГІЇ

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.