alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2023.02.027-030alternative-2200Research Article5. Энергия биомассы. 5-3-0-0 Энергия биомассы и экология5. Energy of biomassПредварительная обработка обыкновенного тростника щёлочью и кислотой для получения биоэтанолаPretreatment of common cane with alkali and acid to produce bioethanolМансуровО. П.MansurovO. P.

Мансуров Олим Пардабоевич.

ул. Кремлёвская 18, Казань

Olim P. Mansurov.

Kremlin st., 18, Kazan

olimjonmansurov@mail.ruКемаловА. Ф.KemalovA. F.

Кемалов Алим Фейзрахманович.

ул. Кремлёвская 18, Казань

Alim F. Kemalov.

Kremlin st., 18, Kazan

Казанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan (Privolzhsky) Federal UniversityRussian Federation202329032023022733Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20232023Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2200

Биоконверсия сырья обыкновенного тростника в сбраживаемые сахара для производства биоэтанола является актуальной и динамично развивающейся областью научных исследований. Целью данной работы было изучение двух типов: физико-химической предварительной обработки щёлочью и кислотой обыкновенного тростника. Предварительная обработка с кислотой обнаружила превосходство над щелочной обработкой по отношению к скорости ферментативного гидролиза и, как следствие, увеличению производительности этанола. В среде предварительной обработки с 6% кислотой в автоклаве показало высокое содержание общего редуцирующего сахара (25,4 г/л). Ферментация гидролизатов тростника с Saccharomyces cerevisiae способствующая выходу продукта в количестве 16,5 г/л этанола. Результаты проведённых исследований показывают, что используемая биомасса крайне актуальна для производства этанола. В этой связи, обыкновенный тростник может быть использован для производства биоэтанола, и становится потенциальным кандидатом для будущего производства по результатам проведённых исследований.

The bioconversion of raw materials of ordinary cane into fermented sugars for the production of bioethanol is an urgent and dynamically developing area of research. The purpose of this work was to study two types of physicochemical pretreatment with alkali and acid of ordinary cane. Pretreatment with acid showed superiority over alkaline treatment in relation to the rate of enzymatic hydrolysis and, as a consequence, an increase in ethanol productivity. In a pretreatment medium with 6% acid in an autoclave, a high content of total reducing sugar (25.4 g/l) was shown. Fermentation of cane hydrolysates with Saccharomyces cerevisiae contributing to the yield of the product in the amount of 16.5 g/l of ethanol. The results of the conducted studies show that the biomass used is extremely relevant for the production of ethanol. In this regard, ordinary cane can be used for the production of bioethanol, and becomes a potential candidate for future production based on the results of the conducted research.

биоэтанолнатрий гидроксидпредварительной обработкиобыкновенный тростникферментациягидролизbioethanolsodium hydroxidepretreatmentcommon canefermentationhydrolysisReferencesLakatos G.E., Ranglová K., Manoel J.C., Grivalský T., Kopecký J., Masojídek J. Bioethanol production from microalgae polysaccharides // Folia Microbiologica. 2019. №64. Vol. 627–644.Lakatos G.E., Ranglová K., Manoel J.C., Grivalský T., Kopecký J., Masojídek J. Bioethanol production from microalgae polysaccharides // Folia Microbiologica. 2019. №64. Vol. 627–644.Carrillo-Nieves D, Alanís, MJR, de la Cruz Quiroz R, Ruiz HA, Iqbal HM, Parra-Saldívar R // Current status and future trends of bioethanol production from agro-industrial wastes in Mexico. Renew. Sustain. Energy Rev. 2019; № 102. Vol. 63-74.Carrillo-Nieves D, Alanís, MJR, de la Cruz Quiroz R, Ruiz HA, Iqbal HM, Parra-Saldívar R // Current status and future trends of bioethanol production from agro-industrial wastes in Mexico. Renew. Sustain. Energy Rev. 2019; № 102. Vol. 63-74. doi: 10.1016/j.rser.2018.11.031.Lorenzo C., Nicoletta G., Marina B., Favaro L. Selection of Superior Yeast Strains for the Fermentation of Lignocellulosic Steam-Exploded Residues // Frontiers in Microbiology. 2021. 12.Lorenzo C., Nicoletta G., Marina B., Favaro L. Selection of Superior Yeast Strains for the Fermentation of Lignocellulosic Steam-Exploded Residues // Frontiers in Microbiology. 2021. 12.Yasinskas A., Zaltauskas A. Research of cultivation and use of tall perennial grasses as energy crops // Bioenergetic biomass. 2018. No. 32. pp. 981-987.Yasinskas A., Zaltauskas A. Research of cultivation and use of tall perennial grasses as energy crops // Bioenergetic biomass. 2018. No. 32. pp. 981-987. doi: 10.1016/j.biombioe.2008.01.025.Salata F., De Lieto Vollaro A. A model for estimating heat losses from underground cables in heterogeneous soil for optimizing system design // Therm. Sci. 2015. No. 19. pp. 461-474.Salata F., De Lieto Vollaro A. A model for estimating heat losses from underground cables in heterogeneous soil for optimizing system design // Therm. Sci. 2015. No. 19. pp. 461-474. doi: 10.2298/TSCI120528119S.Naik S.N., Goud V.V., Raut P.K., Dalai A.K. Production of biofuels of the first and second generation: A comprehensive review. Update. Sustainable development. Energy Rev. 2010. No. 14. pp. 578-597.Naik S.N., Goud V.V., Raut P.K., Dalai A.K. Production of biofuels of the first and second generation: A comprehensive review. Update. Sustainable development. Energy Rev. 2010. No. 14. pp. 578-597. doi: 10.1016/j.rser.2009.10.003.Satapati K.B. Conversion of lignocellulose biomass to bioethanol: a review with an emphasis on pretreatment // Int J. Eng Technol. 2015. pp. 17-43.Satapati K.B. Conversion of lignocellulose biomass to bioethanol: a review with an emphasis on pretreatment // Int J. Eng Technol. 2015. pp. 17-43. doi:10.18052/www.scipress.com/IJET.15.17.Maha M.I., Yasir RAF, Nadia AS, Acid and enzymatic hydrolysis for the conversion of pretreated lignocellulose materials into glucose for the production of ethanol // Carbohydrate polymer. 2018. pp. 865-871.Maha M.I., Yasir RAF, Nadia AS, Acid and enzymatic hydrolysis for the conversion of pretreated lignocellulose materials into glucose for the production of ethanol // Carbohydrate polymer. 2018. pp. 865-871. doi: 10.1016/j.carbpol.2010.12.022.G. Cavallo, F. Cotana, M. Gelosia, Enrico Pompili, S. D'Antoni, D. Ingles An innovative method of delignification of Phragmites australis residues by steam explosion and extraction with gamma‐valerolactone using a microwave oven. Environmental progress and sustainable energy. 2017.G. Cavallo, F. Cotana, M. Gelosia, Enrico Pompili, S. D'Antoni, D. Ingles An innovative method of delignification of Phragmites australis residues by steam explosion and extraction with gamma‐valerolactone using a microwave oven. Environmental progress and sustainable energy. 2017. doi: 10.1002/ep.12529.С. Б. Чачина, А. В. Двоян Получение биоэтанола из органического сырья // Омский научный вестник. 2014. № 2 (134). С. 224-228.S. B. Chachina, A.V. Dvoyan Obtaining bioethanol from organic raw materials // Omsk Scientific Bulletin. 2014. No. 2 (134). pp. 224-228 (in Russian).Digman M., Shinners K., Kasler M., Dien B., Hatfield R., Jung H.-J., Mock R., Weimer P. Optimization of pretreatment of perennial grasses on the farm for the production of fuel ethanol. Bioresource. Technol. 2010. No. 101.Digman M., Shinners K., Kasler M., Dien B., Hatfield R., Jung H.-J., Mock R., Weimer P. Optimization of pretreatment of perennial grasses on the farm for the production of fuel ethanol. Bioresource. Technol. 2010. No. 101. doi: 10.1016/j.biortech.2010.02.014.Peralta-Yahya P.P., Zhang F. Microbiological engineering for the production of modern biofuels // Nature. 2012. No. 488. pp. 320-328.Peralta-Yahya P.P., Zhang F. Microbiological engineering for the production of modern biofuels // Nature. 2012. No. 488. pp. 320-328. doi: 10.1038/nature11478.Каблов В.Ф., Соколова Н.А., Хлобжева И.Н., Костин В.Е., Антропова А.С., Дейнекин М.А., Уколов В.А., Шошина Я.А., Штакина С.А. Использование целлюлозосодержащего сырья, полученного из phragmites communis // Материалы IX Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» Изд-во МГУ, 2017.Kablov V.F., Sokolova N.A., Khlobzheva I.N., Kostin V.E., Antropova A.S., Deinekin M.A., Ukolov V.A., Shoshina Ya.A., Shtakina S.A. The use of cellulose-containing raw materials obtained from phragmites communis. // Proceedings of the IX International Student Scientific Conference "Student Scientific Forum" MSU Publishing House, 2017 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.