збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2024, том 22, випуск 4
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2024

 / 

том 22 / 

випуск 4

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

I.V. TREMBUS, N.V. MYKHAILENKO, and A.S. HONDOVSKA

Resource-Efficient Methods for Obtaining Fibre Semi-Finished Products and Their Practical Application
943–958 (2024)

PACS numbers: 81.05.Lg, 82.35.Pq, 83.80.Mc, 87.15.rp, 87.85.jf, 87.85.Rs, 88.20.R-

Проаналізовано перспективи використання недеревної рослинної сировини й екологічно більш чистих методів одержання волокнистих напівфабрикатів у порівнянні з тими, що найбільш масово використовуються у промисловості сьогодні. Показано, що використання відходів сільського господарства й однорічних рослин в якості сировини для одержання волокнистих напівфабрикатів є перспективним. Сформульовано основні переваги та недоліки використання такої сировини для промислового застосування. Показано, що недеревна рослинна сировина має хемічний склад, подібний до листяних порід деревини. Проведено аналізу можливости одержання волокнистих напівфабрикатів з деяких відходів сільського господарства, таких як стебла соняшнику, пшеничної соломи, міскантусу та ін. з використанням етанолу, пероксиду водню, льодяної оцтової кислоти в якості реаґенту. Визначено вплив технологічних параметрів, таких як температура та тривалість варіння на фізико-механічні показники готової продукції. Результати досліджень показали, що збільшення тривалости варіння зменшує вихід целюлози та вміст залишкового лігніну й у більшості випадків поліпшує фізико-механічні показники. Встановлено, що для виробництва напівфабрикатів належної якости з оптимальними властивостями потрібно підбирати технологічні параметри окремо для кожного виду рослинної сировини. Це зумовлено, в першу чергу, різною морфологічною будовою та хемічним складом сировини. Волокнисті напівфабрикати, одержані з недеревної рослинної сировини органосольвентними способами, характеризуються достатньо гарними фізико-механічними показниками. Висвітлено деякі шляхи використання целюлози із недеревної рослинної сировини для виробництва паперу та картону, мікрокристалічної целюлози, наноцелюлози та фільтраційних мембран. Встановлено, що така продукція вже сьогодні може використовуватися як в різних галузях промисловости, так і в побутових цілях

КЛЮЧОВІ СЛОВА: недеревна рослинна сировина, відходи сільського господарства, органосольвентні варіння, волокнисті напівфабрикати, делігніфікація, фізико-механічні показники, папір, картон, наноцелюлоза, фільтраційна мембра


REFERENCES
  1. I. Demir, M. S. Basp?nar and M. Orhan, Build Environ, 40, No. 11: 1533 (2005); https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.11.021
  2. V. A. Barbash, Innovatsiini Tekhnologii Roslynnogo Resursozberezhennya [Innovative Technologies of Plant Resource Conservation] (Kyiv: Karavela: 2016) (in Ukrainian).
  3. I. V. Trembus, A. S. Hondovska, Ye. Yu. Tinytska, and N. V. Mykhailenko, Vcheni Zapysky TNU imeni V. I. Vernadskoho, 72, No. 33: 180 (2022); https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.2/25
  4. Nicolas Brosse, Mohd Hazwan Hussin, and Afidah Abdul Rahim, Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., 166: 153 (2019); https://doi.org/10.1007/10_2016_61
  5. Irina Trembus and Nina Semenenko, Tekhnichni Nauky ta Tekhnologii, 19, No. 1: 250 (2020); https://doi.org/10.25140/2411-5363-2020-1(19)-250-256
  6. Valerii Barbash, Irina Trembus, and Julia Nagorna, Chemistry and Chemical Technology, 6, No. 1: 83 (2012); https://doi.org/10.23939/chcht06.01.083
  7. V. Barbash, I. Trembus, and N. Sokolovska, Cellulose Chem. Technol, 52, Nos. 7–8: 673 (2018).
  8. Simiksha Balkissoon, Jerome Andrew, and Bruce Sithole, Biomass Conversion and Biorefinery, 13: 16607 (2023); https://doi.org/10.1007/s13399-022-02442-z
  9. Edyta Ma?achowska, Marcin Dubowik, Aneta Lipkiewicz, and Kamila Przybysz, and Piotr Przybysz, Sustainability, 12, No. 17: 7219 (2020); https://doi.org/10.3390/su12177219
  10. R. O. Kozak and R. H. Salambai, Naukovyi Visnyk NLTU Ukrainy, 19: 110 (2009).
  11. Kumar Anupam, Arvind Kumar Sharma, Priti Shivhare Lal, and Vimlesh Bist, Fiber Plants, 13: 235 (2016); https://doi.org/10.1007/978-3-319-44570-0_12
  12. M. Salaheldin, Journal of Forest Production and Industries, 3: 84 (2014).
  13. I. V. Trembus and I. M. Deikun, Budova Roslynnoi Syrovyny [The Structure of Vegetable Raw Materials] (Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute: 2022).
  14. Mario Guimar?es, Jr., Vagner Roberto Botaro, K?tia Monteiro Novack, Wilson Pires Flauzino Neto, Lourival Marin Mendes, and Gustavo H. D. Tonoli, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 15: 51 (2015); https://doi.org/10.1166/jnn.2015.10854
  15. J. L. Bowyer and V. E. Stockmann, Forest Products Journal, 51, No. 1: 10 (2001).
  16. A. Majtnerova and G. Szeiffova, Cellulose Chemistry and Technology, 40: 405 (2006).
  17. Pasi Rousu, Paivi Rousu, and Juha Anttila, Resources, Conservation and Recycling, 35: 85 (2002); https://doi.org/10.1016/S0921-3449(01)00124-0
  18. Alejandro Rodr?guez, Ana Moral, Luis Serrano, Jalel Labidi, and Luis Jim?nez, Bioresource Technology, 8, No. 99: 2881 (2008); https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.06.003
  19. Yoshihiro Sano, Takashi Sasaya, and Akira Sakakibara, Japan Tappi Journal, 5, No. 42: 487 (1988); https://doi.org/10.2524/jtappij.42.487
  20. Saim Ate?, Ilhan Deniz, H?seyin Kirci, Celil Atik, and Onur Tolga Okan, Tutkish Journal of Agriculture and Forestry, 39, No. 1: 144 (2015); https://doi.org/10.3906/tar-1403-41
  21. F. Marin, J. L. Sanchez, J. Arauzo, R. Fuertes, and A. Gonzalo, Bioresource Technology, 100, No. 17: 3933 (2009); https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.03.011
  22. T. N. Kleinert, TAPPI Journal, 72, No. 3: 169 (1989).
  23. P. N. Williamson, Pulp Paper Mag. Canada, 12: 47 (1987).
  24. S. Caparros, J. Ariza, F. Lopez, J. A. Nacimiento, G. Garrote, and L. Jimenez, Bioresource Technology, 99, No. 5: 1368 (2008); https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.045
  25. P. Ligero, A. Vega, and M. Bao, Industrial Crops and Products, 21, No. 2: 235 (2005); https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2004.04.006
  26. V. A. Barbash, V. O. Zinchenko, and I. V. Trembus, Naukovi Visti Natsionalnoho Tekhnichnoho Universytetu Ukrainy ‘Kyivskyi Politekhnichnyi Instytut’, 5: 118 (2012).
  27. V. Barbash, V. Poyda, and I. Deykun, Cellulose Chemistry and Technology, 45: 613 (2011).
  28. S. Jorma, Paperi Ja Puu, 78, No. 3: 92 (1996); https://doi.org/10.3917/deba.092.0078
  29. N. El-Ghany, Cellulose Chemistry аnd Technology, 43: 419 (2009).
  30. J. Sundquist, L. Laamanen, and K. Poppius, Paperi Ja Puu, 70, No. 2: 143 (1988).
  31. V. A. Barbash, S. P. Prymakov, I. V. Trembus, and M. O. Kulik, Naukovyi Visnyk NTUU ‘KPI’. Ser. Khimichna Inzheneriia, Ekolohiia ta Resursozberezhennia, 2: 92 (2010).
  32. Kamyar Salehi, Othar Kordsachia, and Rudolf Patt, Industrial Crops and Products, 52: 603 (2014); https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.11.014
  33. Ranaprathap Katakojwala and S. Venkata Mohan, Journal of Cleaner Production, 249: 119342 (2000); https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119342
  34. V. A. Barbash and O. V. Yashchenko, Appl. Nanosci., 10: 2705 (2020); https://doi.org/10.1007/s13204-019-01242-8
  35. S. S. Nair, J. Zhu, and Y. Deng, Sustain. Chem Process, 2, No. 23: 1 (2014); https://doi.org/10.1186/s40508-014-0023-0
  36. Hoi-Fang Tan, B. S. Ooi, and C. P. Leo, J. Water Process Eng., 37: 101502 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101502
  37. Kar Kit Wong and Zeinab Abbas Jawad, J. Polym. Res., 26: 289 (2019); https://doi.org/10.1007/s10965-019-1978-z
  38. Mridula Prakash Menon, R. Selvakumar, Palaniswamy Suresh Kumar, and Seeram Ramakrishna, RSC Adv., 68: 42750 (2017); https://doi.org/10.1039/C7RA06713E
  39. Abiodun Abdulhameed Amusa, Abdul Latif Ahmad, and Jimoh Kayode Adewole, Membranes, 10, No. 12: 370 (2020); https://doi.org/10.3390/membranes10120370
  40. Alexis Wells Carpenter, Charles-Fran?ois de Lannoy, and Mark R. Wiesner, Environ. Sci. Technol., 49, No. 9: 5277 (2015); https://doi.org/10.1021/es506351r
  41. Olawumi O. Sadare, Kelvin O. Yoro, Kapil Moothi, and Michael O. Daramola, Membranes, 12, No. 3: 320 (2022); https://doi.org/10.3390/membranes12030320
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2024 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії наук України.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача