Комплексная переработка отходов рисового производства с получением материалов для очистки газовых и жидких сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Нго Хонг Нгиа

• Нго Хонг Нгиа
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Нго Хонг Нгиа

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Обзор потенциала и свойств рисовой шелухи

1.2 Традиционные методы использования рисовой шелухи

1.2.1 Топливо

1.2.2 Органическое удобрение

1.3 Получение полезных ингредиентов из биомассы

1.3.1 Целлюлоза

1.3.2 Наноцеллюлоза

1.3.3 Биоэтанол

1.3.4 Диоксид кремния

1.3.5 Лигнин

1.4 Материалы для очистки газов и жидких сред на основе компонентов растительного сырья

1.4.1 Фильтры

1.4.2 Сорбенты

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и химикаты

2.2 Оборудование

2.3 Методы исследования

2.3.1 Определение зольности

2.3.2 Определение содержания целлюлозы азотно-спиртовым методом

2.3.3 Определение содержания лигнина

2.3.4 Методика щелочной варки

2.3.5 Способ выделения диоксида кремния и лигнина из щелока

2.3.6 Методика отбеливания целлюлозы

2.3.7 Способ полученияна ноцеллюлозы

2.4 Метод исследования нефтяного сорбента на основе пенополиуретана и лигнина, полученного из отходов рисового производства

2.4.1 Характеристики исходных компонентов для синтеза сорбента на основе ППУ, наполненных лигнином

2.4.2 Характеристики нефти

2.4.3 Получение нефтяного сорбента на основе эластичного ППУ, наполненного лигнином

2.5 Метод изготовления газовых фильтров

2.6 Метод получения фильтрующего материала для очистки газов и жидкостей на основе наноцеллюлозы

2.6.1 Метод определения степени полимеризации и величины удельной поверхности образцы наноцеллюлозы

2.6.2 Метод иссдедования фильтрующего материала на основе наноцеллюлозы, выделенной из рисовой шелухи

3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Анализ традиционой технологии производства диоксида кремния

3.2 Исследования состава рисовой шелухи

3.3 Установление оптимальных условий технологии процесса разделения диоксида

кремния и лигнина

3.3.1. Влияние расхода щелочи на выход диоксида кремния

3.3.2 Влияние температуры щелочной варки шелухи риса на степень растворения неорганических веществ

3.3.3 Влияние времени щелочной варки на степень растворениянеорганических веществ

3.4 Исследование процесса получения диоксида кремния и лигнина из щелока

3.4.1 Кислотное осаждение щелока

3.4.2 Влияние рН на выход диоксида кремния и лигнина

3.4.3 Характеристика полученного диоксида кремния

3.4.4 Характеристика полученного лигнина

3.5 Исследование процесса получения наноцеллюлозы

3.5.1 Исследование стадии отбеливания

3.5.2 Получение наноцеллюлозы и ее характеристика

3.6 Принципиальная технологическая схема процесса совместного получения диоксида кремния, лигнина и наноцеллюлозы

3.7 Нефтяной сорбент на основе пенополиуретана и лигнина, полученного из отходов рисового производства

3.8 Газовые фильтры из ППУ и лигнина

3.9 Исследование свойств и характеристик фильтрующего материала для очистки газов и жидкостей на основе наноцеллюлозы

3.9.1 Определение степени полимеризации и удельная поверхность

наноцеллюлозы

3.9.2. Опытные образцы фильтрующего материала на основе наноцеллюлозы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

РШ Рисовая шелуха

МЦ Микроцеллюлоза

НЦ Наноцеллюлоза

КН Кристаллическая наноцеллюлоза

(Nanocrystalline cellulose/ Nanocrystal scellulose) ВН Волокнистая наноцеллюлоза

(Nanofibrillated cellulose/ Nanofibrils cellulose) МН Микробнаянаноцеллюлоза

(Bacterialnanocellulose) ДК Диоксид кремния

ПКМ Полимерные композиционные материалы

ПЭНД Полиэтилен низкого давления

ППУ Пенополиуретан

ППУЭ Эластичный ППУ

ПАВ Поверхностно-активныевещества

ОС Окружающая среда

ПИЦ Полиизоцианат

НИФ Намывной ионитный фильтр

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексная переработка отходов рисового производства с получением материалов для очистки газовых и жидких сред»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время растительная биомасса, включая древесные или недревесные, содержащие волокна сельскохозяйственные продукты, разнообразна и пригодна для производства многих полезных продуктов.Это возобновляемый продукт, обеспечивающий получение химических веществ и материалов, необходимых для промышленности, прогнозируемый в будущем как материал для замены ископаемого топлива.

Рисовая шелуха является отходом производства риса. Каждый год в странах-производителях риса, таких как Китай, Таиланд, Филиппины, Вьетнам, Индия, производится огромное количество сельскохозяйственных отходов. Расчетное годовое количество рисовой шелухи (РШ)в мире составляет около 130 мил. тонн. Из-за трудностей сбора, хранения и транспортировки, а также из-за отсутствия соответствующих технологий переработки, возможность использования потенциала этой возобновляемой биомассы все еще ограничена. Лишь небольшая часть рисовой шелухи используется в качестве источника топлива для промышленности и бытовых целей. В большинстве случаев ее сбрасывают в реки или сжигают, вызывая проблемы загрязнения окружающей среды и опасность для здоровья людей.

Из РШ выделяют целлюлозу, лигнин и диоксид кремния, которые используются в медицинской, фармацевтической, пищевой, текстильной отраслях промышленности. Диоксид кремния - широко используемый наполнитель резин и пластмасс. Возможность использования растительных продуктов для улучшения физико-механических показателей синтетических полимерных композиционных материалов (ПКМ) и ограничения использования ископаемых продуктов является потенциалом отходов рисового производства (РП). Однако сведения, касающиеся технологий утилизации таких отходов совместным получением трех ценных промышленных продуктов, весьма ограничены.

В этой связи представляется целесообразным использовать РШ в качестве сырья для получения диоксида кремния (ДК) как альтернативу синтетическому диоксиду кремния - аэросилу, а также наноцеллюлозы (НЦ) и лигнина (Л) по технологии, отличающейся значительным снижением воздействия производственных процессов на окружающую среду и обеспечением инженерной защиты экосистем от воздействия предприятий химических отраслей промышленности.

Учитывая выше изложенное, исследования по разработкеспособовутилизации отходов РП - рисовой шелухи с получением диоксида кремния, наноцеллюлозы и лигнина, отличающихся от имеющихся меньшими энергетическими затратами и экологичностью, являются чрезвычайно актуальными и целесообразными. На основе выделенных продуктов получены сорбенты и фильтры для очистки водных сред, газовых выбросов.

Целью исследования является разработка экологически обеспеченного процесса утилизации промышленного отхода - рисовой шелухи с получением диоксида кремния, целлюлозы и лигнина, отличающегося значительным снижением воздействия производственных процессов на окружающую среду и обеспечением инженерной защиты экосистем от воздействия предприятий химических отраслей промышленности.

Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:

- анализ существующих способов получения ценных продуктов из рисовой шелухи;

- анализ научной и патентной литературы по вопросу получения из отходов рисового производства диоксида кремния, целлюлозы и лигнина;

- определение параметров процесса получения диоксида кремния, целлюлозы и лигнина с учетом его экологической обеспеченности и утилизации промышленного отхода рисового производства;

- оценка свойств лигнина, полученного из рисовой шелухи, и разработка способа получения нефтяного сорбента на основе эластичного пенополиуретана (ППУ), наполненного лигнином, полученным по разработанной технологии;

- оценка свойств диоксида кремния, полученного из рисовой шелухи, и разработка способа получения осушителей и фильтров газовых сред;

- оценка свойств целлюлозы, полученной из рисовой шелухи, и разработка способа получения фильтрующего материала для очистки сточных вод промышленных предприятий;

- оценка предотвращенного экологического ущерба за счет разработанной технологии совместного получения диоксида кремния, целлюлозы и лигнина.

Научная новизна

В отличие от существующего способа получения синтетического диоксида кремния предложен новый экологически ориентированный и экономичный метод совместного получения диоксида кремния, целлюлозы и лигнина из отходов рисового производства, заключающийся в извлечении диоксида кремния методом щелочной варки с последующей нейтрализацией щелока серной кислотой до рН 8,5, вторичном подкислении щелока серной кислотой до рН 3,0 с извлечением лигнина, гидролиза твердого осадка серной кислотой с получением наноцеллюлозы.

Доказана эффективность использования:

- лигнина, полученного по разработанной технологии, в качестве наполнителя нефтяного сорбента и газового фильтра очистки от частиц аэрозоляна основе эластичного ППУ с высокой поглощающей и очищающей способностью;

- диоксида кремния в качестве основы осушителей газовых сред;

- целлюлозы в качестве фильтрующего материала для очистки технологических и сточных вод промышленных предприятий.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует паспорту науной специальности ВАК 03.02.08 - Экология (в химии и нефтехимии) по п.4.5 «Научное обоснование принципов и разработка методов инженерной защиты территорий естественных и искусственных экосистемот воздействия предприятий химических и нефтехимических отраслей промышленности», п.4.9 «Разработка систем управления отходами производства и потребления предприятий химических и нефтехимических отраслей промышленности», а также паспорту науной специальности ВАК 05.21.03 -Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины по п. 10 «Химия и технология переработки сульфитных и сульфатных щелоков, лигнина и предгидролизатов целлюлозного производства; щелоков других методов производства целлюлозы».

Научное и практическое значение. Разработана технология совместного получения коммерческих продуктов из отходов рисового производства с значительным снижением воздействия процесса на окружающую среду и обеспечением инженерной защиты экосистем от воздействия предприятий химических отраслей промышленности. Выявленные закономерности дают возможность использовать разработанные приемы для извлечения целевых продуктов из других сельскохозяйственных отходов и растительной биомассы, способствующие решению проблемы использования сельскохозяйственных отходов и охраны окружающей среды.

Показана принципиальная возможность использования полученного диоксида кремния в качестве осушителей газовых сред, лигнина в качестве очистителя загрязненных водных сред и целлюлозы качестве фильтрующего материала для очистки сточных вод промышленных предприятий.

Нефтяной сорбент на основе ППУ, наполненный 30 % лигнина, выделенного из РШ разработанным методом, обладает высокой нефтеемкостью на уровне 8,5г/г,

а газовый фильтр из ППУ, наполненный 50% мас.лигнина позиционируется как фильтр средней очистки группы М5.

Методология и методы исследования. Использованы следующие методы исследования: ИК-спектрометрия, сканирующая электронная микроскопия на растровом микроскопе FESEM; рентгеновская дифракция; анализ размеров частиц (Zetasizer Nano-ZS, Malvern Instruments Ltd). Определение зольности производилось по ГОСТ Р56888 - 2016; содержания целлюлозы - азотно - спиртовым методом; массовой доли лигнина в РШ - количественным методом, основанном на его извлечении в виде твердого остатка после гидролиза углеводной части и удаления экстрактивных веществ органическими растворителями.

Положения, выносимые на защиту

1. Технологические аспекты экологически обеспеченного процесса утилизации промышленного отхода рисового производства и результаты апробирования полученных по разработанной технологии диоксида кремния, целлюлозы и лигнина в качестве сорбентов для удаления нефти и нефтепродуктов из водных сред, осушителей газов, фильтров очистки газовых выбросов.

2. Влияние технологических факторов: температуры, времени, расхода реагентов в процессе утилизации промышленного отхода рисового производства.

Степень достоверности результатов исследования обеспечивается воспроизводимостью экспериментальных результатов, использованием комплекса стандартизованных методик их аналитического контроля и анализа, а также современных методов и оборудования для проведения экспериментальных работ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях: Современное состояние и перспективны инновационного развития нефтехимии (Россия, Нижнекамск, 2016); Международной научно-экологической конференции «Отходы, причины их образования и перспективы использования» (Россия, Краснодар, 2019); Международной научно-техническии конгресс «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-

транспортных комплексов» (Россия, Самара, 2019); Межвузовский научный конгресс «Высшая школа: научные исследования» (Россия, Москва, 2019); Международная научная конференция «Актуалные проблемы современной химии» посвященная 90-летию Института нефтехимических процессов им. Академика Ю.Г. Мамедалиева (Баку, Азербайджана, 2019); а также на научных сессиях КНИТУ (2016-2019 гг.).

Личный вклад автора заключается в получении экспериментальных результатов, изложенных в диссертации, участии в постановке задач, обработке и анализе полученных данных, обсуждении, написании и оформлении публикаций. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 18-29-18051.

Публикации По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерство науки и высшего образования РФ, 1 статья в журнале, входящем в реферативную базу Scopus, 8 тезисах докладов в сборниках научных трудов и материалах российских и международных конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Основное содержание изложено на 115 страницах машинописного текста, включающих 37 рисунков и 20 таблиц. Библиографический список включает 99 наименований цитируемых работ российских и зарубежных авторов.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своим научным руководителям д.т.н., проф. Зенитовой Л.А. за участие в обсуждении полученных результатов и помощь при оформлении диссертации; доц. Просвирникову Д. Б. за ценные консультации в области технология и оборудование химической переработки биомассы дерева, химия древесины; канд. хим. наук, доценту Зиену Л.К. (заведующему кафедрой технологии целлюлозы и бумаги школы химической инженерии Ханойского университета наук и технологий, Вьетнам) за поддержку необходимых условий для проведения экспериментов.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Обзор потенциала и свойств рисовой шелухи

Промышленность по производству риса занимает лидирующие позиции по обеспечению мирового спроса на продукты питания. На производство риса приходится более половины мирового производства продовольствия, при этом площадь обрабатываемых земель составляет 1% от общей площади Земли. Данные таблицы 1.1 показывают, что на азиатские страны приходится более 90% мирового производства риса [1]. Китай и Индия - две страны с самым большимпроизводством риса.

Таблица 1.1 -Мировое производство риса и его отходов

Область Производство риса (млн. т) Солома (млн. т) Рисовая шелуха (млн. т)

Африка 24,51 24,51 4,90

Америка 38,10 38,10 7,62

Азия 618,24 618,24 123,65

Китай 196,68

Индия 133,70

Индонезия 64,40

Вьетнам 38,90

Европа 4,10 4,10 0,82

Океания 0,29 0,29 0,06

Мир 685,24 685,24 137,05

Рисовые семена содержат 20% шелухи, 11% отрубей, 69% риса [2,3]. Рисовая шелуха представляет собой твердую корку, покрывающую внешнюю поверхность зерна, общий размер рисовой шелухи составляет около 8-10 мм в длину, 2-3 мм в ширину, плотность 122 кг/м3, отделяется от зерна после процесса измельчения [4].

Во время роста, рисовое растение поглощает кремний и другие минералы из почвы, чтобы построения клеточной структуру. Поэтому состав элементов и соединений в рисовой шелухе зависит от климата и почвенных условий

производственного участка [5]. Исследование структурных компонентов рисовой шелухи из азиатских стран дает следующий состав: неорганические вещества - 15 -20%, лигнин - 20-25%, целлюлоза - 35-40%, гемицеллюлоза - 15-20% [6]. Сходство структурного состава рисовой шелухи с древесиной и некоторыми другими видами растительной биомассы приведено в таблице 1.2.

Таблица 1.2- Содержание целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в сельскохозяйственных остатках и отходах [7]

Лигноцеллюлозный материал Целлюлоза, % Гемицеллюлоза, % Лигнин, %

Стеблилиственных пород 40-55 24-40 18-25

Стеблихвойных пород 45-50 25-35 25-35

Скорлупа орехов 25-30 25-30 30-40

Початки кукурузы 45 35 15

Злаки 25-40 35-50 10-30

Солома пшеницы 30 50 15

Рисовая шелуха 35 - 40 15 - 20 20 - 25

Исследования структуры некоторых видов растительной биомассы показали, что лигноцеллюлоза является основным строительным материалом клеточных стенок растений. Растительная биомасса в основном состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, а также меньшего количества пектина, белка, экстрактивных веществ (растворимых неструктурных материалов, таких как неструктурные сахара, азотистые вещества, хлорофилл, воски) и золы. Состав этих соединений варьируется для разных растений. Например, в твердой древесине содержится больше клетчатки, а в соломе пшеницы и листьях больше гемицеллюлозы [8]. Кроме того, соотношения между различными компонентами в пределах одного растения варьируются в зависимости от возраста, стадии роста и других условий [9].

Производство риса ежегодно сопровождается большым количеством рисовой шелухи, которая содержит много полезных ингредиентов. Поэтому рисовая шелуха

становится объектом исследований многих авторов и является ресурсом, который приненет много пользы людям в будущем.

1.2 Традиционные методы использования рисовой шелухи

Традиционные методы использования рисовой шелухи связаны с привычками и опытом фермеров в обращении с сельскохозяйственными отходами. Эти методы не требуют затрат на технологию и оборудование, но полученный эффект низок, и вызывают негативного влияние на ОС.

1.2.1 Топливо

В сельских районах крестьяне сжигают рисовую шелуху заменяя ископаемые топлива. Сжигание рисовой шелухи с целю бытового обслуживания считается наиболее простым решением переработки отходов [10].

Для повышения тепловой энергии от сжигания рисовой шелухи ее прессуют на гидравлических прессах в различных режимах. Полученный продукт обладает используемым теплом от 15129 до 17589 МДж/кг с хорошими физическими характеристиками. Исследования показали удовлетворительную способность РШв качестве замены уголя в домашнем хозяйстве [11].

Д. Б. Яхая на основе смешения рисовой шелухи с влажным крахмалом в отношении 6:1, и дальнейшим прессованием получили твердые топливные стержни. Сравнение эффективности кипячения 2 литров воды с использованием топливных стержней и дров, показывает, что необоходимое время при кипячении топливными стержнями короче дрова [12].

В настоящее время рисовая шелуха используется в качестве источника топлива для промышленных котлов с низкой мощностью, поскольку теплоэнергия, получаемая

за счет сжигания рисовой шелухи не высокая из-за значительной влажности затраты на сбор и транспортировку [10,11]. Сжигание рисовой шелухи в полевых условиях и в котлах приводит к образованию парниковых и токсичных газов, в том числе оксида углерода, летучих органических соединений, канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, загрязняющих ОС и влияющих на здоровье человека [12, 13]. Состав и содержание газов и пыли, образующихся при сжигании рисовой шелухи, приведены в таблице 1.3 [14]. В некоторых сельских районах Вьетнама рисовая шелуха сбрасывается в реки и каналы, вызывая загрязнение воды и влияя на среду обитания живых организмов [13].

Таблица 1.3 - Масса газа и пыли, образующихся при сжигании 1 кг РШ, г/кг -1

Газ Пыль

Ш2 652 Твердые частицы ^10; PM 2,5) 9,600

га 66,1

та 5,81 Частицы хлорида 0,130

N2O 0,121 Частицы нитрата 0,007

№ 0,356 Частицы аммонии 0,043

SO2 0,0018 Частицы сульфата 0,020

1.2.2 Органическое удобрение

В настоящее время органическое удобрение играет важную роль в сельском хозяйстве. Рисовая шелуха используется в качестве органического удобрения для улучшения продуктивности и эффективности использования воды [15, 16]. Многие исследования показали, что рисовая шелуха используется для улучшения способности адсорбции азота и микроэлементов [17-19]. Рисовая шелуха превращается в органическое удобрение путем компостирования [20, 21]. Она также используется в качестве источника калия для роста вигны (cowpea). Однако использование рисовой шелухи в качестве источника органических удобрений ограничена из-за низкого содержания питательных веществ, а разложение ее в

почве требует длительного времени. Кроме того, неполное разложение рисовой шелухи приводит к образовнию токсичных газов (СИ4, И^) для растений.

1.3 Получение полезных ингредиентов из биомассы

1.3.1 Целлюлоза

Целлюлоза - это биополимеры природного происхождения, содержащееся в клетках растений, таких как древесина и хлопок. Помимо древесины и растений, целлюлоза также может присутсвовать в различных бактериальных видах, водорослях, морских животных, которые состоят из белков и углеводов. Это наиболее распространенный полимер в природе, который обладает такими свойствами, как хорошая биосовместимость, низкая плотность, высокая прочность и хорошие механические свойства [22].

Целлюлоза является основным химическим компонентом древесных хвойных и лиственных пород, содержание ее в древесине 40 ^ 60 % [27].Макромолекулы целлюлозы представляют собой длинные, не имеющие разветвлений цепи. Макромолекулы построенные из мономерных звеньев ангидро Р^глюкопиранозы (остатков Р-Э-глюкозы), соединенных гликозидными связями1 - 4 (ангидрид -потерявший воду) [23].

Эмпирическая (брутто) формула целлюлозы (С6Н10О5)п или [С6Н7О2(ОН)3]п. Ее структурная формула представленна на рисунке 1. 1

Рисунок 1.1 - Структурная формула целлюлозы Целлюлоза известна около 150 лет назад и является возобновляемым и биоразлагаемым полимером. Путем химической модификации полимеров

целлюлозы могут быть получены производные целлюлозы, такие как сложные эфиры целлюлозы, которые используются для изготовления покрытий, мембран, строительных материалов, фармацевтических препаратов и пищевых продуктов.

Производство целлюлозы включает ряд стадий. Общая технологическая схема процесса показана на рисунке 1.2.

Древесина

Отходы сортирования

Целлюлоза

Рисунок 1.2 - Общая схема производства целлюлозы

Варка является основным процессом производства целлюлозы, в ходе которого изменяется химический состав исходного сырья. От условий варки зависят свойства получаемой целлюлозы. Способы варки классифицируются в зависимости от применяемых химикатов. Наиболее распространены два способа это - сульфатный и сульфитный [23].

Процесс производства сульфатной целлюлозы

В процессе сульфатной варки целлюлозы древесина обрабатывается варочным щелоком в течение нескольких часов при высокой температуре (обычно 170°С).

Сульфатный варочный щелок в качестве активных компонентов содержит КаОИ и а также примеси карбоната, тиосульфата, сульфата и полисульфидов натрия, наличие которых связано с реакциями, протекающими в процессе регенерации варочных компонентов.

В условиях сульфатной варки все компоненты древесины вступают в реакции с варочными реагентами, в результате которых большая часть лигнина, некоторая часть углеводов и экстрактивные вещества в виде продуктов деструкции переходят в раствор и образуют отработанный (черный) щелок.

Основными факторами, влияющими на процесс сульфатной варки, являются: расход щелочи и ее концентрация, температура и продолжительность варки, сульфидность щелока, пропитка щепы, порода древесины [23].

Процесс производства сульфитной целлюлозы

По сравнению с сульфатной, сульфитная целлюлоза имеет ряд преимуществ: более высокий выход, повышенную способность к отбелке и размолу, лучшие оптические и деформационные свойства, высокую белизну — и поэтому в массовых видах бумаги (например, газетной) может быть использована в небеленом виде; кроме того по этому способу в атмосферу не поступает вредных газов.

Сульфитный варочный процесс основан на использовании водных растворов диоксида серы ^О2) и основания - кальция, натрия, магния или аммония. Специфика используемого основания будет влиять на выбор способа регенерации химикатов и энергии, а также и на водопользование. Из отработанного сульфитного щелока возможно получение побочных продуктов -технических лигносульфонатов. Углеводы, содержащиеся в щелоке кислой сульфитной варки, можно посредством биохимической переработки превращать в этанол и дрожжи [23].

Промывка небеленой целлюлозы: Целью промывки является максимальное отделение от целлюлозного волокна растворенных минеральных и органических веществ черного щелока для увеличения степени регенерации химикатов варки,

сокращения расхода отбеливающих химикатов и снижения сброса загрязнений со сточными водами установки отбеливания, сушильной или бумагоделательной машины.

Эффективность промывки небеленой целлюлозы зависит от количества ступеней промывки, эффективности используемого оборудования, концентраций входящей на промывку и промытой массы, расхода промывной воды и т. д. Основные типы промывного оборудования— барабанные фильтры, промывные прессы, атмосферные диффузоры и диффузоры давления [23].

Отбеливание целлюлозы: Отбелка предназначена для окончательной делигнификации и придания целлюлозе белого цвета с удалением лигнина, экстрактивных и других веществ, содержащих хромофорные группы, придающие ей темный цвет, при минимальном снижении показателей механической прочности.

Отбельная установка состоит из последовательных отдельных ступеней, на которых используются различные химикаты. Отбелка хвойной и лиственной целлюлозы осуществляется по схемам, приведеным в таблице 1.4:

Таблица 1.4 - Схема отбеливания хвойной и лиственной целлюлозы

Хвойная Лиственная

Х/Д — ЩО — Г — Д1 — Щ2 — Д2 — (К) ОП — Д0 — ЩОП — Д1 — Щ2 — Д2 — (К) (ECF)

ОО — Х/Д — ЩО — Д1 — Д2 О — Х/Д — Щ1 — Г — Д1 — Щ2 — Д2 — (К)

ОО — Д0 — ЩОП — Д1 — ЩП — Д2 — (К) (ECF) ф — до — ЩГ (Щ1) — Д1 — Щ2 — Д2 — (К)

Д1 — ЩОП — Д2 — ЩП — Д3 — (К) (ECF) оо — а/до — щоп- Д1 — (К) (ECF)

О — Д1 — ЩОП — Д2 — (К) (ECF)

О — одноступенчатая кислородная делигнификация;

ОП — одноступенчатая кислородная делигнификация с пероксидом водорода;

ОО — двухступенчатая кислородная делигнификация;

Х/Д — хлорирование с добавлением диоксида хлора; Д0, Д1, Д2 и Д3 — отбелка диоксидом хлора;

Продолжение таблицы 1.4

А — кислая обработка; Ф — ферментативная обработка;

Щ1, Щ2, ЩО, ЩП, ЩОП — обработка гидроксидом натрия, гидроксидом натрия с кислородом, гидроксидом натрия с пероксидом водорода, гидроксидом натрия с кислородом и пероксидом водорода соответственно; К — кисловка (обработка диоксидом серы).

1.3.2 Наноцеллюлоза

Термин микроцеллюлоза / наноцеллюлоза была впервые использована Турбаком, Снайдером и Сандбергом в 1977 году в США, для описания гелевого материала древесного происхождения [24]. Позже, в 1980-х годах, были проведены дополнительные исследования целлюлозных микроволокон, и до сих пор в мире ведутся сотни исследований микроцеллюлозы / наноцеллюлозы, а также их применения.

Наноцеллюлоза включает в себя различные продукты с всевозможными формами. В некоторых случаях наночастицы обычно состоят по меньшей мере из двух измерений: ширина в нанометрах (от 5 до 50 нм), а длина варьируется от 0,2 до нескольких микрометров. В настоящее время существует 3 основных типа наноцеллюлозы, которые изучаются и применяются в лабораториях и на фабриках: кристаллическая наноцеллюлоза, волокнистая наноцеллюлоза и биолгическая наноцеллюлоза [25]. В кристаллической наноцеллюлозе, аморфный участок гидролизуется, площадь кристаллического участка сохраняется, все три размера кристалла находятся на наноуровне. Волокнистая наноцеллюлоза включает целлюлозные микроволокна, молекулярные водородные связи между волокнами разрываются (однако остается аморфная область), волокно имеет два размера на наноуровне. Биолгическая наноцеллюлоза - это целлюлозное волокно,

синтезируемое специальными бактериями. Биолгическая наноцеллюлоза в кристаллической форме может быть получена путем кислотного гидролиза, аналогично кристаллической целлюлозе(рисунок 1.3).

Кристаллический участок

Межволоконные Аморфный

молекулы участок

Рисунок 1.3 - Структура целлюлозного волокна, включая кристаллический и аморфный участки.

Приготовление наноцеллюлозы механическим методам:

Это основной метод изготовления наноцеллюлозных волокон. В этом методе используется механическое воздействие путем измельчения с целью укорочения длины исходного волокна до размеров микро или нанодиапазона. Под воздействием механических сил, молекулярные связи между волокнами разрушаются и волокна получаются наноразмерными по ширине и микроразмерными по длине [22].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нго Хонг Нгиа, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Leung, N. M. An overview of hydrogen production from biomass / Ni, M., Leung, D. Y., Leung, M. K., & Sumathy, K. // Fuel processing technology. - 2006. - Vol. 87. - No. 5. - P. 461-472.

[2] Madrid, R. Production and characterisation of amorphous silica from rice husk waste / R. Madrid, C. A. Nogueira, and F. Margarido // Proceedings of the 4th International Conference on Engineering for Waste and Biomass Valorisation. -2012 - P. 1817 - 1822.

[3] Babaso, P.N. Rice Husk and Its Applications: Review / P. N. Babaso and H. Sharanagouda // Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. - 2017. - Vol. 6.- No. 10. - P. 1144-1156.

[4] Yoon, S. J. Gasification and power generation characteristics of rice husk and rice husk pellet using a downdraft fixed-bed gasifier / Yoon, S. J., Son, Y. I., Kim, Y. K., & Lee, J. G. // Renewable Energy. - 2012. - Vol. 42. - P. 163-167.

[5] Muntohar, A. S. Utilization of Uncontrolled Burnt Rice Husk Ash in Soil Improvement / Agus Setyo Muntohar // Civ. Eng. Dimens. - 2002. Vol. 4. - No. 2. -P. 100-105.

[6] Chandrasekhar, S. Review processing, properties and applications of reactive silica from rice husk—an overview / S. Chandrasekhar, K. G. Satyanarayana, P. N. Pramada, P. Raghavan, and T. N. Gupta // J. Mater. Sci. - 2003. - Vol. 38. - No. 15. - P. 3159-3168.

[7] J0rgensen, H. Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: Challenges and opportunities / H. J0rgensen, J. B. Kristensen, and C. Felby // Biofuels, Bioprod. Biorefining. - 2002. Vol. 1. - No. 2. - P. 119-134.

[8] Sun, Y. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review / Y. Sun, J. Cheng // Bioresource technology. - 2002. - Vol. 83. - No 1. - P. 1-11.

[9] Pérez, J. Biodégradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: An overview / J. Pérez, J. Muñoz-Dorado, T. De La Rubia, and J. Martínez // Int. Microbiol. - 2002. - Vol. 5. - No. 2. - P. 53-63.

[10] Fang, M. Experimental study on rice husk combustion in a circulating fluidized bed / M. Fang, L. Yang, G. Chen, Z. Shi, Z. Luo, and K. Cen // Fuel Process. Technol. -2004. - Vol. 85. - No. 11. - P. 1273-1282.

[11] Kuprianov, V. I. Combustion and emission characteristics of a swirling fluidized-bed combustor burning moisturized rice husk / V. I. Kuprianov, R. Kaewklum, K. Sirisomboon, P. Arromdee, and S. Chakritthakul // Appl. Energy. - 2010. - Vol. 87. - No. 9. - P. 2899-2906.

[12] Tipayarom, D. Effects from open rice straw burning emission on air quality in the Bangkok Metropolitan Region / D. Tipayarom and N. T. K. Oanh // Sci. Asia. -2007. - Vol. 33. - No. 3. - P. 339-345.

[13] Thao, P. T. M. Greenhouse gas emission mitigation potential of rice husks for An Giang province, Vietnam / . P. T. M. Thao, K. H. Kurisu, and K. Hanaki // Biomass and Bioenergy. - 2011. - Vol. 35. - No. 8. - P. 3656-3666.

[14] Hayashi, K. Trace gas and particle emissions from open burning of three cereal crop residues: Increase in residue moistness enhances emissions of carbon monoxide, methane, and particulate organic carbon / K. Hayashi // Atmos. Environ. - 2014. -Vol. 95. - P. 36-44.

[15] Ebaid, R. A. Utilization of rice husk as an organic fertilizer to improve productivity and water use efficiency in rice fields / R. A. Ebaid and I. S. El-Refaee // 8th African Crop Science Society Conference, El-Minia, Egypt. - 2007. - P. 1923-1928.

[16] El-Wehishy, M. M. Response of flooded rice to water deficit / M. M. El-Wehishy and A. G. Abdel-Hafez // J. Agric. Res. Tanta Univ.(Egypt). - 1997.- P. 23-28.

[17] Ebaid, R. A. Preliminary study on utilization of rice husk in rice cultivation / R. A. Ebaid, A. A. El-Hessiwy, and M. El-Dalil // Egypt J. Agric. Res. - 2005. - Vol. 83. - No. 58. - P. 369-376.

[18] Bhuiyan, S. I. Improving water use efficiency in rice irrigation through wet-seeding / S. I. Bhuiyan, M. A. Sattar, and M. A. K. Khan // Irrig. Sci. - 1995. - Vol. 16. - No. 1. - P. 1-8.

[19] Lim, S. L. Biotransformation of rice husk into organic fertilizer through vermicomposting / S. L. Lim, T. Y. Wu, E. Y. S. Sim, P. N. Lim, and C. Clarke // Ecol. Eng. - 2012. - Vol. 41. - P. 60-64.

[20] Shak, K. P. Y. Sustainable reuse of rice residues as feedstocks in vermicomposting for organic fertilizer production / K. P. Y. Shak, T. Y. Wu, S. L. Lim, and C. A. Lee // Environ. Sci. Pollut. Res. - 2014. - Vol. 21. - No. 2. - P. 1349-1359.

[21] Priyadharshini, J. Paddy husk ash as a source of potassium for growth and yield of cowpea / J. Priyadharshini and T. H. Seran // Agric Sci. - 2009. - Vol. 4. - No. 2. -P. 67-72.

[22] Borjesson, M. Crystalline nanocellulose—preparation, modification, and properties / M. Borjesson and G. Westman // Cellulose-fundamental aspects and current trends, IntechOpen. - 2015.- P. 60-64.

[23] Терентьева, Э.П. Химия древесины, целлюлозы и синтетических полимеров / Э.П. Терентьева, Н.К. Удовенко, Е.А. Павлова, Р. Г. Алие: Санкт-Петербург, 2014. - 83 с.

[24] ИТС 1 Информационно - технический справочник по наилучшим доступным технологиям: производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона -Москва Бюро НДТ, 2015. - P. 369-376.

[25] Cellulose chemistry and properties: fibers, nanocelluloses and advanced materials / O. J. Rojas - Springer, 2016, vol. 271.-P. 67-72.

[26] Lu, P. Preparation and characterization of cellulose nanocrystals from rice straw / P. Lu and Y.-L. Hsieh // Carbohydr. Polym. - 2012. - Vol. 87. - No. 1. - P. 564-573.

[27] Kumar, A. Characterization of cellulose nanocrystals produced by acid-hydrolysis from sugarcane bagasse as agro-waste / A. Kumar, Y. S. Negi, V. Choudhary, and N. K. Bhardwaj // J. Mater. Phys. Chem. - 2014. - Vol. 2. -No. 1. - P. 1-8.

[28] Холькин, Ю. И. Технология гидролизных производств / Ю. И. Холькин. - М: Лесная промышленность, 1989. - 156 с.

[29] Mittal, A. Effects of alkaline or liquid-ammonia treatment on crystalline cellulose: changes in crystalline structure and effects on enzymatic digestibility / A. Mittal, R. Katahira, M. E. Himmel, and D. K. Johnson // Biotechnol. Biofuels. - 2011. - Vol.

4. - No. 1. - P. 41.

[30] Morales, M. Life cycle assessment of lignocellulosic bioethanol: environmental impacts and energy balance / M. Morales, J. Quintero, R. Conejeros, and G. Aroca // Renew. Sustain. Energy Rev. - 2015. - Vol. 42. -P. 1349-1361.

[31] Sarkar, N. Bioethanol production from agricultural wastes: an overview / N. Sarkar,

5. K. Ghosh, S. Bannerjee, and K. Aikat // Renew. energy. - 2012. -Vol. 37. - No. 1. - P. 19-27.

[32] Papatheofanous, M. G. Two-stage acid-catalyzed fractionation of lignocellulosic biomass in aqueous ethanol systems at low temperatures / M. G. Papatheofanous, E. Billa, D. P. Koullas, B. Monties, and E. G. Koukios // Bioresour. Technol. - 1995. -Vol. 54. - No. 3. - P. 305-310.

[33] Chen, Y. Understanding of alkaline pretreatment parameters for corn stover enzymatic saccharification / Y. Chen, M. A. Stevens, Y. Zhu, J. Holmes, and H. Xu // Biotechnol. Biofuels. - 2013. - Vol. 6. - No. 1. - P. 8.

[34] Kadam, K. L. Rice straw as a lignocellulosic resource: collection, processing, transportation, and environmental aspects / K. L. Kadam, L. H. Forrest, and W. A. Jacobson // Biomass and Bioenergy. - 2000. - Vol. 18. - No. 5. - P. 369-389.

[35] Alvira, P. Pretreatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: a review / P. Alvira, E. Tomás-Pejó, M. Ballesteros, and M. J. Negro // Bioresour. Technol. - 2010. - Vol. 101. -No. 13. -P. 4851-4861.

[36] Anwar, Z. Agro-industrial lignocellulosic biomass a key to unlock the future bio-energy: a brief review / Z. Anwar, M. Gulfraz, and M. Irshad // J. Radiat. Res. Appl. Sci. - 2014. - Vol. 7. - No. 2. - P. 163-173.

[37] Gupta, P. A two-step process for efficient enzymatic saccharification of rice straw / P. Gupta and P. Parkhey // Bioresour. Technol. - 2014. - Vol. 173. - P. 207-215.

[38] Пат. 2 252 200 Российская Федерация / Устройство подачи расплава горных пород или стекла и формования неперерывных волокон / Б.К. Громков, С.Г. Чебряков, А.Н. Трофимов.- заявл. 04.07.2003, опубл. 20.05.2005.

[39] Иванченко, С.Н. Исследование возможности иппортозамещения пирогенного аморфного диоксида кремния при приготовлении марганцевой суспензии / С.Н. Иванченко, В.З. Пойлов // Вестник Пермского государственного технического университета. - 2016. - № 3. - С. 93 -101.

[40] Della, V. P. Rice husk ash as an alternate source for active silica production / V. P. Della, I. Kühn, and D. Hotza // Mater. Lett. - 2002. - Vol. 57. - No. 4. -P. 818-821.

[41] Туан, Н. Синтез наночастиц SiO2 из золы рисовой шелухи методом осаждения / Н. Туан // Научный журнал Университета Кантхо. - 2014. - №. 32. - С. 120124.

[42] Шабанова, Н.А. Основы золь-гель технологии кремнезема / Н.А. Шабанова, П.Д. Саркисов: М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 208 с.

[43] Le, V. H. Synthesis of silica nanoparticles from Vietnamese rice husk by sol - gel method / V. H. Le, C. Nhan, H. Thuc, and H. H. Thuc // Nanoscale Res. Lett. -2013. - P. 1-10.

[44] Rinaldi, R. Paving the way for lignin valorisation: recent advances in bioengineering, biorefining and catalysis / R. Rinaldi // Angew. Chemie Int. Ed. -2016. - Vol. 55. - No. 29. - P. 8164-8215.

[45] Production of biofuels and chemicals from lignin / S. Singh, J. P. Verma, A. P. de Araujo Pereira, and N. Sivakumar // Springer. - 2018. - P. 535.

[46] Kuhad, R. C. Microorganisms and enzymes involved in the degradation of plant fiber cell walls in Biotechnology in the pulp and paper industry / R. C. Kuhad, A. Singh, and K.-E. L. Eriksson // Springer. - 1997. - P. 45-125.

[47] Brebu, M. Thermal degradation of lignin—a review / M. Brebu and C. Vasile // Cellul. Chem. Technol. - 2010. - Vol. 44. - No. 9. - P. 353.

[48] Macek, A. Research on combustion of black-liquor drops / A. Macek // Prog. Energy Combust. Sci. - 1999. - Vol. 25. - No. 3. - P. 275-304.

[49] Bridgwater, A. V. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading / A. V Bridgwater // Biomass and bioenergy. - 2012. - Vol. 38. - P. 68-94.

[50] Nong, G. Generation of hydrogen, lignin and sodium hydroxide from pulping black liquor by electrolysis / G. Nong, Z. Zhou, and S. Wang // Energies. - 2016. - Vol. 9. - No. 1. - P. 13.

[51] Naqvi, M. Black liquor gasification integrated in pulp and paper mills: A critical review / M. Naqvi, J. Yan, and E. Dahlquist // Bioresour. Technol. - 2010. - Vol. 101. - No. 21.- P. 8001-8015.

[52] Ragauskas, A. J. The path forward for biofuels and biomaterials / A. J. Ragauskas // Science. - 2006. - Vol. 311. - No. 5760. - P. 484-489.

[53] De Wild, P. Lignin valorisation for chemicals and (transportation) fuels via (catalytic) pyrolysis and hydrodeoxygenation / P. De Wild, R. Van der Laan, A. Kloekhorst, and E. Heeres // Environ. Prog. Sustain. Energy An Off. Publ. Am. Inst. Chem. Eng. - 2009. - Vol. 28. - No. 3. - P. 461-469.

[54] Wang, M. Synthesis of phenol-formaldehyde resol resins using organosolv pine lignins / M. Wang, M. Leitch, and C. C. Xu // Eur. Polym. J. - 2009. -Vol. 45. -No. 12. - P. 3380-3388.

[55] Koike, T. Progress in development of epoxy resin systems based on wood biomass in Japan / T. Koike // Polym. Eng. Sci. - 2012. - Vol. 52. - No. 4. -P. 701-717.

[56] Ferdosian, F. Synthesis of lignin-based epoxy resins: optimization of reaction parameters using response surface methodology / F. Ferdosian, Z. Yuan, M. Anderson, and C. C. Xu // Rsc Adv. - Vol. 4. - No. 60. - P. 31745-31753.

[69] Simionescu, C. I. Lignin/epoxy composites / C. I. Simionescu et al., // Compos. Sci. Technol. - 1993. - Vol. 48. - No. 1-4.- P. 317-323.

[58] Nägele, H. Thermoplastic, processable material from lignin and natural fibers / H. Nägele et al., // Chemical Modification, Properties, and Usage of Lignin, Springer. -2002. - P. 101-119.

[59] Baumberger, S. Use of kraft lignin as filler for starch films / S. Baumberger, C. Lapierre, B. Monties, and G. Della Valle // Polym. Degrad. Stab. - 1998. - Vol. 59. -No. 1-3. - P. 273-277.

[60] Palm, C. A. Nitrogen release from the leaves of some tropical legumes as affected by their lignin and polyphenolic contents / C. A. Palm and P. A. Sanchez // Soil Biol. Biochem. - 1991. - Vol. 23. - No. 1. - P. 83-88.

[61] Pucciariello, R. Physical properties of straw lignin-based polymer blends / R. Pucciariello, V. Villani, C. Bonini, M. D'Auria, and T. Vetere // Polymer (Guildf). -2004. - Vol. 45. - No. 12. - P. 4159-4169.

[62] Kubo, S. The formation of strong intermolecular interactions in immiscible blends of poly (vinyl alcohol)(PVA) and lignin / S. Kubo and J. F. Kadla // Biomacromolecules. - 2003. - Vol. 4. - No. 3. - P. 561-567.

[63] Chemical modification, properties, and usage of lignin / T. Q. Hu - Springer, 2002. P. 89.

[64] Kubo, S. Preparation of carbon fibers from softwood lignin by atmospheric acetic acid pulping / S. Kubo, Y. Uraki, and Y. Sano // Carbon N. Y.- 1998. -Vol. 36. -No. 7-8. - P. 1119-1124.

[65] Sudo, K. A new carbon fiber from lignin / K. Sudo and K. Shimizu // J. Appl. Polym. Sci. - 1992. - Vol. 44. - No. 1. -. 127-134.

[66] Пат. US 2011/0297340 A1 США / Способ отделения лигнина из щелока / P. Michael- заявл. 31.05.2011, опубл. 08.12.2011.

[67] Uloth, V. Lignin Recovery From Kraft Black Liquor: Preliminary Process / V. Uloth // Tappi J. - 1991.- Vol. 74.- pp. 203-210.

[68] Kouisni, L. The lignoforce system: a new process for the production of high-quality lignin from black liquor / Kouisni, L., Holt-Hindle, P., Maki, K., & Paleologou, M. // J. Sci. Technol. For. Prod. Processes. - 2012. - Vol.2.- P. 6-10.

[69] [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/06_syre_ i_produkty_promyshlennosti_organicheskikh_i_neorganicheskikh_veshchestv_chast _II/5138/, свободный.

[70] Хейфец Л.И. Многофазные процессы в пористых средах / Л.И. Хейфец, А.В. Неймарк // М.: Химия. - 1982. - 320 с.

[71] Кулиев Т.Ф. Способы очистки грунта от нефтепродуктов на объектах железнодорожного транспорта / Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2003. - 195 с.

[72] Берлин А.А. Пенополимеры на основе реакционных олигомеров / А.А. Берлин, Ф.А. Шутов // М.: Химия. - 1978. - 289 с.

[73] Патент РФ 2315655 (2009) Способ получения полимерных сорбентов / Рязанова Т.В., Федорова О.С., Чупрова Н.А., Стригунова Н.А. Стригунова А.А., Ростовцев О.А. № 35.

[74] Передерий М.А. Сорбция нефтепродуктов углеродными сорбентами / М.А. Передерий, Ю.И. Кураков, И.Н. Маликов, С.В. Молчанов // Химия твердого топлива. - 2009. - № 5. - С. 42-46.

[75] Хлесткин Р.Н. О ликвидации разливов нефти при помощи растительных отходов / Р.Н. Хлесткин, Н.А. Самойлов // Нефтяное хозяйство. - 2000. - № 7.

- С. 84-85.

[76] Собгайда Н.А. Использование отходов производства в качестве сорбентов нефтепродуктов / Н.А. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, К.Н. Кукукова, Ю.А. Макарова // Экология и промышленность России. - 2009. - Январь. - С. 36-36.

[77] Артемов А.В. Сорбционные технологии очистки воды от нефтяных загрязнений / А.В. Артемов, А.В. Пинкин // Вода: химия и экология. - 2008. -№ 1. - С. 19-25.

[78] Ануфриева Н.М. Исследование пенополиуретана как средства удаления нефти с поверхности водоемов / Н.М. Ануфриева, М.П. Нестерова // Водные ресурсы.

- 1976. - № 4. - С. 149-154.

[79] Феклистов В.Н. Разработка технологии очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений пенными сорбентами / В.Н. Феклистов, Б.У. Мелиев, В.Н. Антипьев // Трубопроводный транспорт нефти. - 1994. - № 9. - С. 5-7.

[80] Пат. 2146318C1 Российская Федерация / Сорбент для очистки поверхности воды от нефти и нефтипродуктов / Сорокин Н.А., Урсегов С.О. - заявл. 13.12.1995, опубл. 10.03.2000.

[81] Пат. 2033389C1 Российская Федерация / Способ сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах / Сорокин Н.А., Урсегов С.О. -заявл. 15.07.1991, опубл. 20.04.1995.

[82] ГОСТ Р 56888-2016 Топливо древесное. Определение зольности стандартным методом. - М.: Стандартинформ, 2006. - 10 с.

[83] Иванов, Ю.С. Технология целлюлозы, варочные растворы, варка и отбелка целлюлозы / Ю.С.Иванов, A.Б.Hикандров. - СПб., 2014. - 41 с.

[84] Segal, L. An empirical method for estimating the degree of crystallinity of native cellulose using the X-ray diffractometer / L. Segal, J. J. Creely, A. E. Martin Jr, and C. M. Conrad // Text. Res. J. - 1959. - Vol. 29. - No. 10. - P. 78б-794.

[85] ГОСТ EH 779-2014. Фильтры очистки воздуха общего назначения. Определение технических характеристик. M.: Стандартинформ, 2014. 58 c.

[86] ГОСТ Р 50554-93. Промышленная чистота. Фильтры и фильтрующие элементы. Mетоды испытаний. M.: ИПК Издательство стандартов, 2004, 59 c.

[87] ГОСТ 26070-83. Фильтры и сепараторы для жидкостей. Термины и определения. M.: ИПК Издательство стандартов, 1997, бЗ c.

[88] Evonikindustry. Обзор продукции [электронный ресурс] / Код доступа: https://www.aerosil.com/product/aerosil/downloads/aerosil-

productoverviewru.pdfstatistics - booklet - 2017 — alternative-rubber-section-final-web.pdf, свободный.

[89] Хынг, H. З. Исследование влияния технологических параметров процесса получения диоксида кремния из рисовой шелухи / H. З. Хынг, Л. К. Зиен, З. Л. Aндреевна, and H. Х. №иа // Mатериалы конференции «ХХ Mенделеевский съезд по общей и прикладной химии», - 2019. - г. Кубанский. - С.533

[90] №иа, Х. H. Способ получения аморфного наноразмерного диоксида кремния из отходов рисового производства / Х. H. №иа, Л. A. Зенитова, Л. К. Зиен, and Д. H. Чуен // Экология и Промышленость Россия. - Том 23. -, № 4. -С. 30-35.

[91] №иа, Х. H. Комплексная переработка отходов рисового производства с одновременным получением диоксида кремния, лигнина и целлюлозы / Х. H. №иа, Л. A. Зенитова, and Л. К. Зиен // Проблемы региональной экологии. -2019. - № 2. - С. 5-11.

[92] Васильев, А. В. Инфракрасная спектроскопия органических и природных соединений: Учебное пособие / А. В. Васильев, Е. В. Гриненко, А. О. Щукин -Санкт-Петербург: СПбГЛТА, 2007, 54 с.

[93] Boeriu, C. G. Characterisation of structure-dependent functional properties of lignin with infrared spectroscopy / C. G. Boeriu, D. Bravo, R. J. A. Gosselink, and J. E. G. Van Dam // Industrial crops and products. - 2004. - Vol. 20. - P. 205-218.

[94] Toledano, A. Comparative study of lignin fractionation by ultrafiltration and selective precipitation / A. Toledano, L. Serrano, A. Garcia, I. Mondragon, and J. Labidi // Chemical Engineering Journal. - 2010. - Vol. 157. - P. 93-99.

[95] Нгиа, Н.Х. Получение микрокристаллической целлюлозы из рисовой шелухи Н.Х.Нгиа / Л.А. Зенитова, Д.Б. Просвирников, Р.Г. Сафин // Деревообрабатывающая промышленность. - 2019. - № 2. - С. 89-98.

[96] Нгиа, Н.Х. Изучение процесса одновременного извлечения ксилозы, наноцеллюлозы, лигнина, кремнезема из рисовой шелухи / Н.Х. Нгиа, Л.А. Зенитова, Д.Б. Просвирников, Р.Г. Сафин // Системы. Методы. Технологии. -2019. - № 3. - С. 122-128.

[97] Tanaka, A. Nanocellulose characterization with mechanical fractionation / A. Tanaka, V. Seppanen, J. Houni, A. Sneck, and P. Pirkonen // Nord. PulpPap. Res. J. - 2012. - Vol. 27. - No. 4. - P. 689-694.

[98] Временная методика определения предотварщеного экологического ущерба / Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей средый. - 1999. - 41с

[99] Нгиа, Н.Х. Нефтяной сорбент на основе пенополиуретана и лигнина, полученного из отходов рисового производства / Н.Х. Нгиа, К.Т.К. Ань, Зенитова Л. А. // Сб. матер. в Международном научно-техническом конгрессе «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно- транспортных комплексов» ELPIT-2019 - Самара, 2019. - С. 298

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Расчет предотвращенного экологического ущерба

Определение экономического ущерба, причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферный воздух от сжигания 200 тыс. тонн. рисовой шелухи (эквивалено количество рисовой шелухи создавано ежегодно в Краснодаре).

В этой случае для определения величины экономического ущерба предлагается использовать усредненные расчетные значения экономической оценки ущерба на единицу приведенной массы атмосферных загрязнений (удельные ущербы) для основных экономических районов РФ (Краснодар лежает в Северо-кавказском экономическом районе) - Временная мотодика определения предотварщеного экологического ущерба / Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей средый. - 1999. - 41с.

ук = у?дг хмк х ка ,

Где УК - величина экономического ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, руб./г.;

Уудг Показатели эколого-экономической оценки удельного ущерба от загрязнения атмосферного воздуха по экономическим районам РФ (на 1.01.98г.), определяется для Северо-Кавказского района, численное значение которого равно 53,2 (руб./усл.т);

МК - приведенная масса выбросов загрязняющих веществ в рассматриваемом регионе, усл.т;

Ка - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха территорий экономических районов России, определяется для Северо-Кавказского района, численное значение которого равно 1,9.

Приведенная масса загрязняющих веществ рассчитывается по формуле:

п

где

mf - масса выброса в атмосферной воздух i-ro загрязняющего вещества или группы веществ с одинаковым коэффициентом относительной эколого-экономической опасности, т/год.

К£ - коэффициент относительной эколого-экономической опасности i-го загрязняющего вещества или группы веществ

i - индекс загрязняющего вещества или группы загрязняющих веществ. N - количество учитываемых групп загрязняющих веществ. Основные исходные данные, необходимые для расчета экономического ущерба, представлены в таблице:

mf * mf x

Твердые

пыль неорганическая 3333,8 2,7 9001,26

Газообразные и жидкие

CO 13220 0.4 5288

N2O 24.2 16.5 399.3

SO2 1.8 20 36

NH3 71.2 28.5 2029

HCl 3.6 20 72

HNO3 2 20 40

мк 16865,56

* Масса пыли и газов, созданы от сжигания 200 000 тон рисовой шелухи, расчитана на основе исследования автора Kentaro Hayashia (Выбросы следовых газов и частиц в результате открытого сжигания трех остатков зерновых культур: рост влажности остатков увеличивает выбросы окиси углерода, метана и частиц органического углерода //AtmosphericEnvironment. - 2014. - Том 98. - С. 36-44).

Оценка величины экономического ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от сжигания 200 000 тон рисовой шелухи составила: УК = УудгхМК X К = 53,2 х 16,865,56 х 1,9 = 1 704 770 (руб./ год)

Вывод: В настоящее время, технология получения диоксида кремия часто базируется на его извлечении золы шелухи, полученной после сжигания рисовой шелухи. Поэтому, предотвращенный экологический ущерб процесса получения диоксида кремния методом щелочной варки взамен сжигания мог соствит 1 704 770 рублей в год.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ООО "ЗЕЛЕНАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ СРЕДА" ЦЕНТР ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ Район Т\4нь Као. Нгок Тхань, город Ф>к Йен. провинти Вииь Фук

Tel:+84 2 И 2479880

Ршультати исслгдмкшпл «Утилизация отходов рисового производства с получением диексяда кремния, нйиоиел.тюлом» н яигинил» аспиранта КюавСКОГО н-шконздъного исследовательского университета Иго Xt*tr Нгиа были ииюльнхзоны в качестве исходных данных » процессе рпработхи и iiKCii.tyrrauHH СИС1СМЫ переработки от* од о» н ООО "Зеленая промышленная среда". провинция Вииь Фук Метод обработки требует низких анергвшчсскил мграт» не генерирует «редкие пибросы н позволяет получать мне-го псиных продуктов, тго является палешыми сведениями для L'OipyДНИ(.1!В КОМПАНИИ.

АКТ

Вин* Фук. дата И.О. месяц 2019

ООО " 31

•МЫШЛЕННАЯ СРЕДА"

(IIÁMDÓC

CONG TV TNHH MOI TRUOfNG CONG NGHIEP XANII

TRUNG TAM TAl CH£ PH£ THAI VA XLT LY CHAT THAi - CHI NHANH CONG TY TNHH MOI TRIJftNC. CONG NGH1£P XANH

DJA Oti: Thdn Thanh Cao. x* Ngoc Thanh. tluinh phi Phuc Yin. Vinh Phuc

Tel:-KX2M 2479880

GIAY CHONG NHAN

Kc! qua nghien cuu cua luan an *Tai su dung trau gpa bSng pKuong phip

c)i ¿1 l£ch dtag thcri si lie. nanoxeniuioza va lignin* cua nghi£n cuu sinh Ng6 Hdrg Nyhla • imdnu hi^c nghicn cltu c6ng ngh? quoc gia Kazan - Lite Bang Nga dS dl img diirig trong qua trinh vjn hhnh h? thong xu ly chat thai Lai Cong ty TNHH tnrong C6og Nghi^p Xanh. Phuong phip xiir ly veu cau chi phi nSng luiTng th;ip, kbc'int phat sinh khi thai doc hai vi cho ph«fp thu nhiiu sin phflm gia tri. iKk»c xcm U> tai li^ti hftu ich danh cho cong nhan cua nhii may.

Vinh Phtic, ngayJUthhng flinam 2019

CONG TY TNHH M61 TRtV/NG C6NG NGHI$P XANH

fefi OHG * YXAJ /

Ul lk^ 2W ^^

GIAM D^C

mti&stou

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

V* РИЛКСО

Промшплстю-ссрвисная тон* - Као Тхуоиг • Тан йен - Бак Жаыг

1с1 09Ш6Н363

АКТ

Результаты исследования «Утилизация отходов рисовом» производства с получением диоксида кремни«, инмщапшюш и лмгнинам аспиранта Казанского национального исследовательского университета Иго Хонг Нгиа были оценены исследовательским отделом фармацевтической компании Фу Тхо. Продукты растительного происхождения, подученные в результате исследований аспиранта Иго Хонг Нгиа. являются ценными м^пернадамн для проииюдегкеинмх истей нашей компания Предвари »единые рмулыигы покатали, что существует возможноеп. исиольшвап. кремнезем, полученный но рал работа иной технологии в качестве носинам в производстве лекареI и в форме калсуч, а иянорятмерную цедлюжлу в качестве гсиобряпчошсго матери а. 1а в ироитводствс косметических средств.

CONG TY TRAC H NHIf M HÙt HAN VN PHARCO

c;vm «mg nghicp dich ч y tâp trung - Cao Thirçmg - Tin Yen • UÍc üiang

I d 0913168363

GIÁY CHÛNG NHÀN

Kct qua cua nghicn cúru "Tái *ù dyng chai thai sin xuát lúa g*o bang phutmg pháp chiét tach dóng thin %йк. runoxcnhiloza. lígnm" cua nghicn cúu tinh Ngó II ¿ng Nghúj tnrimg f>*i hyc itghién cúu cóng ngh$ quóc gia ka/an • Lien Bang Nga dà dirçit d«ih giá ben Ьф ph¿n nghicn cúu cua Cóng ty trách nhiçni hùu h*n VN Pharoo Nhûng san pham có nguàn góc Iii thyc v|t dope thu nhán tmng kct qua nghicn cuu сил nghicn ein» smh Ngó Hong Nghia duqc хеш la nhûng vfrt liçu húu ich cho mye dich san *uái cua cóng ty Nhúng kct qua so bp <tt du ra ring, có thé su dung «ilic nhu chil tnang tnmg san xuâ thuôc d»ng vien nang, cón nanoxcnluloza duye ut dung nhu v$l lieu tyo gel de lan xual my phám

Нас Gaorç, ngav 7fthànR C*)nàm 2019

Gl AM IKK

i - X

TT 4M !>ÓC

NC1Ô VÂN VÀN