CC BY
16
Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив. Серия В. Техника и технологии. Том XVII, ISSN 1311 -9419 (Print); ISSN 2534-9384 (Online), 2019. Scientific Works of the Union of Scientists in Bulgaria - Plovdiv. Series C. Technics and Technologies. Vol. XVII., ISSN 1311 -9419(Print); ISSN 2534-9384 (Online), 2019
ИЗСЛЕДВАНЕ ДОБИВА НА ЗАХАРИ ОТ ФИЛИЗИ НА ТЮТЮН „ВИРЖИНИЯ" ПРИ ХИДРОЛИЗА Йовчо Кочев Институт по тютюна и тютюневите изделия
RESEARCH ON QUANTITYOF SUGARS IN HYDROLYSIS OF SHOOTS OF TOBACCO TYPE "VIRGINIA"
Yovcho Kochev Tobacco and tobacco products institute
Abstract
Bioethanol as a substitute for fossil fuels is one of the most applicable - for ICE for heating. The sources of production are two types of raw materials - sugar-containing and cellulose-containing. Tobacco biomass belongs to the latter. The purpose of our research is to investigate the possibility of obtaining C2H5OH from raw tobacco shoots, such as extra biomass from growing tobacco, by traditional hydrolysis and distillation. Average weight of the shoots period of growth about 45 days after harvesting the first leaves is 0.600 kg at minimum / maximum - 0.200 kg / 1.300 kg. The time for maximal release of generic substances at different concentration of shoots: water was investigated.
Keywords: Bioethanol, tobacco, hydrolysis, tobacco shoots
УВОД
Биоетанолът като заместител на изкопаемите горива е един от най-приложимите-за гориво и отопление. Източниците на производство основно са два вида суровини отпадъци, битови и растителни - съдържащи захар и целулоза. Тютюневата биомаса - зелена или изсушена, принадлежи на последната. В момента основният път за превръщането на тези въглехидрати в биогориво е чрез биохимична екстракция и ферментация за производство на биоетанол (Balat, 2011). Структурните полизахариди съставляват основната част от цялата растителна биомаса, тъй като те са присъщите компоненти на растителната клетъчна стена и са най-богатите въглехидрати. Понастоящем най-много биоетанол се произвежда от
разтворими захари и нишесте, тъй като те по-лесно се преработват в биогорива, отколкото в полизахаридите на клетъчните creHK(Naik et al., 2010)
ЦЕЛ
Цел на изследването е добиване на захари, като суровина за биомаса, чрез хидролиза на филизи от тютюн „Виржиния
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ
Предмет на изследването са филизи от едролистен тютюн Виржиния, сорт „Виржиния 0454".
Избрахме филизите, които са вторични стъбла, които могат да се идентифицират и като тютюневи растения преди бутонизация.
Анализирани са следните показатели:
- Средно тегло на филизи от едно растение.
- Динамика на отделянето на общоредуциращи вещества и захари при различни съотношения биомаса от филизи/вода.
Kоличеството общоредуциращи вещества и захари в разтворите е опеределено чрез използване на автонализатор в непрекъснат поток „Technicon" IIAA по ISO 15153-2003.
РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ
Изследванията са проведени въху тютюни, отглеждани в полето на Института по тютюна и тютюневите изделия.
Средно тегло на филизи от едно растение
За да направим това изследване откъснахме филизите от 5 различни площи от посева по 22 поредни растения (1% от растенията разсадени на декар). Периода на растеж на филизите бе около 45 дни след прибиране на първите листа от посева. Получeни бяха следните резултати:
- Средно тегло - 0,620 kg;
- Минимално / максимално - 0,200 kg/1,800 kg.
Динамика на отделяне на общоредуциращи вещества
Провеждането на опита бе в ИТТИ, с. Марково, област Пловдивска. За целта прибраните филизи наситнихме до дължина 10 мм. Определихме по литературни данни начална концентрация филизи : вода 25:75 и допълнителни концентрации 40:60 и 50:50. Извършихме хидролиза при 100оС при атмосферно налягане. В продължение на 70 min хидролизирахме получените смеси като на всеки 10 min вземахме проба от получената течност. Пробите бяха анализирани за съдържание на общоредуциращи вещества (графика 1) и захари (графика 2).
Графика 1. Зависимост на отделянето на общоредуциращи вещества от времето на хидролиза и концентрациям на разтвора.
Съдържание на общоредуциращи вещества
гт^/т1
Време на отделяне, мин
Графиките показват, че отделянето на чисти захари (моно-, дизахариди) следва тенденцията на отделянето на общоредуциращи вещества. Ясно се вижда, че в 50 минута е максималната стойност на обшоредуциращите вещества при 40:60 и 50:50, като захарите са 80% от общоредуциращите вещества. Следва намаление количеството на двата показателя, което означава отделяне на допълнително количество летливи вещества.
Графика 2. Зависимост на отделянето на захари от времето на хидролиза и концентрацията на разтвора.
В 70 минута на процеса наблюдаваме сливане на количествата на общоредуциращите и захарите, което вероятно е в превръщането им в захари.
ИЗВОДИ
1. Средния добив от филизи от тютюн „Виржиния" е около 1,2 ± 0,25 t/dka.
2. Доказана е възможността за използване на филизите при тютюна като източник на суровина за производство на биоетанол.
3. Максималната стойност на получени захари при 50:50 концентрация - 12 mg/ml.
Литература
1. ISO 15153:2003(en) "Tobacco — Determination of the content of reducing
substances - Continuous-flow analysis method"
2. Balat M. (2011). Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway: a review. Energy Conversion Manage. 52, 858-875
3. Naik S. N., Goud V. V., Rout P. K., Dalai A. K. (2010). Production of first and second generation biofuels: a comprehensive review. Renewable Sustainable Energy Rev. 14, 578597
