stringtranslate.com

Багасса

Багасса сахарного тростника на острове Хайнань , Китай.

Багасса ( / b ə ˈ ɡ æ s / bə- GAS ) — это сухой мясистый волокнистый материал, который остается после измельчения стеблей сахарного тростника или сорго для извлечения из них сока. [1] Он используется в качестве биотоплива для производства тепла, энергии и электричества, а также при производстве целлюлозы и строительных материалов. Багасса агавы аналогична, но представляет собой остатки материала после извлечения сока голубой агавы .

Этимология

Найдите багассу в Викисловаре, бесплатном словаре.

Это слово происходит от слов «багассе» (французский) и «багазо» (испанский), что означает «отходы » или «мусор» . Первоначально это слово относилось к материалу, оставшемуся после прессования оливок, пальмовых орехов и винограда. Со временем это слово стало использоваться в контексте переработки таких растений, как сахарный тростник и сахарная свекла. Сегодня это обычно относится к побочным продуктам завода по производству сахарного тростника. [1]

Описание

Багасса является твердым побочным продуктом при извлечении жидких компонентов из растений. Большая часть сердцевины этих растений представляет собой гетерогенное «сердцевинное» волокно. Это волокно представляет собой в основном ткань паренхимы , а также волокна луба, кожуры или стебля склеренхимы .

Вот пример химического анализа промытого и высушенного жома: [2]

Производство

Дробление сахарного тростника в Энженьо-да- Кальета , Мадейра . Багасса падает по желобу и удаляется на ленточный конвейер внизу.

На каждые 10 тонн измельченного сахарного тростника сахарный завод производит почти три тонны влажного жома. Использовать этот побочный продукт непосредственно в качестве топлива сложно из-за высокого содержания влаги, обычно 40–50 процентов. Вместо этого выжимку обычно хранят до дальнейшей обработки.

Для производства электроэнергии жом хранится во влажных условиях. В этих условиях жом подвергается мягкому экзотермическому процессу , поскольку остаточные сахара слегка разлагаются.

При производстве бумаги и целлюлозы жом обычно хранят влажным, чтобы облегчить последующее удаление остатков сахара, а также коротких сердцевинных волокон. Эти волокна будут препятствовать процессу изготовления бумаги.

Использование

Багасса, покрытая синим пластиком, возле сахарного завода в Прозерпине, Квинсленд.

Многочисленные исследовательские усилия изучали использование жома в производстве материалов на биологической основе и в качестве биотоплива при производстве возобновляемой энергии . [3]

Биоуголь

Биомасса жома сахарного тростника (SB) может быть преобразована в энергию, материалы и тонкие химикаты. [4]

Обширные исследования выявили многообещающий путь повышения рекуперации энергии за счет преобразования сельскохозяйственных отходов в биоуголь, который представляет собой твердый продукт. Это преобразование достигается за счет использования термохимических и биохимических методов после процесса удаления летучих веществ из биомассы. Эти инновационные методы открывают убедительную возможность использовать больший энергетический потенциал сельскохозяйственных отходов, открывая путь к устойчивому и эффективному использованию ресурсов. [4] [5]

Биоуголь имеет некоторые важные физико-химические свойства, такие как более высокая площадь поверхности и пористость, низкая объемная плотность, более высокая катионообменная емкость (CEC), pH от нейтрального до высокого и более высокое содержание углерода. Такие характеристики можно эффективно использовать в различных областях, таких как адсорбция, производство строительных материалов, автомобилестроение, транспорт, производство мебели, бытовое применение, цемент и промышленность пластмасс. [4] [6]

Топливо

Сахарные заводы часто используют жом в качестве основного источника топлива. При большом сжигании жом производит достаточно тепловой энергии, чтобы полностью обеспечить энергией типичный сахарный завод, с некоторым запасом энергии. Когенерация — это обычная установка, при которой дополнительная энергия продается в потребительскую электрическую сеть . Исторически жом также использовался в качестве топлива для паровозов , которые доставляли срезанный тростник на мельницы.

Выбросы CO 2 от сжигания жома на заводе по производству сахарного тростника меньше, чем количество CO 2 , поглощаемого из атмосферы при выращивании сахарного тростника, что может сделать процесс углеродно-нейтральным или более эффективным. [7] Напротив, исследование, опубликованное в Международном журнале глобального потепления, предупредило, что производство электроэнергии с использованием жома никогда не будет полностью безуглеродным, но действительно представляет собой значительное сокращение выбросов углекислого газа по сравнению с использованием дизельного топлива . [8] В таких странах, как Австралия, сахарные заводы передают эту «зеленую» энергию в электросеть. Hawaiian Electric Industries также сжигает жом для когенерации.

Этанол , получаемый из сахара, является популярным топливом в Бразилии . Багасса, богатая целлюлозой, также исследуется на предмет ее потенциала в производстве коммерческих количеств целлюлозного этанола . Например, до мая 2015 года компания BP управляла демонстрационным заводом по производству целлюлозного этанола в Дженнингсе, штат Луизиана .

Жом, полученный при производстве сахарного тростника, является привлекательным сырьем для производства биотоплива и продуктов с добавленной стоимостью, поскольку он не влияет на продовольственную безопасность. Биоводород, биометан, биометанол или биоэтанол второго поколения биохимическим путем считается не только экологически чистым, но и экономически целесообразным вариантом. [9] [10] [11] Способы термохимического производства, такие как гидротермальное сжижение, пиролиз и газификация жома, являются многообещающей альтернативой для производства современного биотоплива 2G (например, реактивного топлива и дизельного топлива) и химикатов (например, для пластмасс) с низким жизненным циклом. воздействия. [12] [13]

Целлюлоза, бумага, картон и корма

Во многих тропических и субтропических странах, таких как Индия, Китай, Колумбия, Иран, Таиланд и Аргентина, жом обычно используется вместо древесины при производстве целлюлозы, бумаги и картона. В результате такой замены получается целлюлоза с физическими свойствами, которые хорошо подходят для изготовления бумаги для печати и тетрадей, санитарно-гигиенических изделий, коробок и газет. [2] Его также можно использовать для изготовления плит, напоминающих фанеру или ДСП, известных как багассы и плиты Xanita. Они широко используются в производстве перегородок и мебели.

Промышленный процесс переработки жома в бумагу был разработан в 1937 году в небольшой лаборатории в Гасиенде Парамонга, сахарном заводе на побережье Перу, принадлежащем компании WR Grace . Используя многообещающий метод, изобретенный Кларенсом Бердси , [14] [15] компания купила старую бумажную фабрику в Уиппани, штат Нью-Джерси, и отправила туда жом из Перу, чтобы проверить жизнеспособность процесса в промышленном масштабе. Первые машины для производства бумаги из жома были спроектированы в Германии и установлены на заводе по производству сахарного тростника Картавио в 1938 году. [16]

26-27 января 1950 года компании Noble & Wood Machine Company, Kinsley Chemical Company и Chemical Paper Company совместно продемонстрировали первое успешное коммерческое производство газетной бумаги, производимой из жома на фабриках Chemical Paper в Холиоке . Впервые этот процесс был использован при печати специального выпуска стенограммы телеграммы Холиока . Эта демонстрация была проведена в сотрудничестве с правительствами Пуэрто-Рико и Аргентины из-за экономической важности продукта в странах, не имеющих прямого доступа к древесному волокну. Работа была представлена ​​представителям 100 промышленных кругов и чиновникам из 15 стран. [17] [18] [19]

Наноцеллюлоза

Наноцеллюлоза , более ценный продукт, может быть получена из жома [20] с помощью различных традиционных и новых процессов. [21]

Влияние на здоровье

Багасса сахарного тростника сложена возле мельницы для использования в качестве топлива для котлов мельницы. Thakurgaon Sugar Mills Ltd. Бангладеш. (02.03.2019)

Воздействие пыли от переработки жома на рабочем месте может вызвать багассозис , подтип хронического заболевания легких, фиброза легких . [22]

Потребление человеком

Волокно сахарного тростника, разновидность переработанного жома, иногда добавляют в пищу человека. [23] Это растворимая клетчатка, которая способствует нормализации работы кишечника. [23] Одно исследование на животных показывает, что клетчатка сахарного тростника в сочетании с диетой с высоким содержанием жиров может помочь контролировать диабет 2 типа . [24] Это хороший источник лигноцериновой и церотовой кислот . [25]

В Гуанси-Чжуанском автономном районе Китая багассу иногда используют для копчения бекона и колбас .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab «Багасса - растительное волокно». Британника . Британская энциклопедия, Inc., 10 мая 2016 г. Проверено 24 января 2021 г.
  2. ^ Аб Рейни, Томас Дж (2009). Исследование проницаемости и сжимаемости жомной целлюлозы. Брисбен: Технологический университет Квинсленда.
  3. ^ Махешвари Р.У., Мавукканди М.О., Адхикари У., Наддео В., Сикдер Дж., Арафат Х.А. (2020) (2020). «Синергетический эффект гуминовой кислоты на предварительную щелочную обработку жома сахарного тростника для извлечения лигнина с феноменальными свойствами». Биомасса и биоэнергетика . 134 : 105486. Бибкод : 2020BmBe..13405486U. doi : 10.1016/j.biombioe.2020.105486. S2CID  213923572.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  4. ^ abc Зафир, Мохд. Халид; Менезес, Рэйчел Альвира; Венкатачалам, Х.; Бхат, К. Субрахманья (8 декабря 2023 г.). «Биоуголь на основе жома сахарного тростника и его потенциальное применение: обзор». Экстренные материалы . дои : 10.1007/s42247-023-00603-y . ISSN  2522-574X. В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 4.0.
  5. ^ Ибрагим, Мухаммед; Ли, Банда; Чан, Фейт Ка Шун; Кей, Пол; Лю, Сяо-Ся; Фирбанк, Лес; Сюй, Яо-Ян (01 августа 2019 г.). «Biochars воздействует на потенциально токсичные элементы и антиоксидантные ферменты в Lactuca sativa L., выращенном в почве, загрязненной несколькими металлами». Экологические технологии и инновации . 15 : 100427. дои : 10.1016/j.eti.2019.100427. ISSN  2352-1864.
  6. ^ Сенадира, Сачини Супунсала; Гупта, Сурадип; Куа, Харн Вэй; Хоу, Дэйи; Ким, Сумин; Цанг, Дэниел CW; Хорошо, Ён Сик (01 октября 2023 г.). «Применение биоугля в бетоне – обзор». Цемент и бетонные композиты . 143 : 105204. doi : 10.1016/j.cemconcomp.2023.105204 . ISSN  0958-9465.
  7. ^ «Что такое жом и как он используется для выработки электроэнергии?». Наш мир в энергетике . Проверено 13 января 2022 г.
  8. ^ Коэльо Жуниор, Луис Морейра; Да Силва Второй, Вальдир Бернардино; Дос Сантос, Натали Альбукерке; Де Медейрос, Мариан Гама; Карвалью, Моника (2019). «Углеродный след производства биоэлектричества из жома сахарного тростника в сахарной и этанольной промышленности». Международный журнал глобального потепления . 17 (3): 236, 246–47. дои : 10.1504/IJGW.2019.10020020. S2CID  109849984.
  9. ^ Пан, Шию; Забед, Хоссейн М.; Вэй, Юто; Ци, Сянхуэй (15 ноября 2022 г.). «Техноэкономические и экологические перспективы производства биотоплива из жома сахарного тростника: современное состояние, проблемы и перспективы на будущее». Технические культуры и продукты . 188 : 115684. doi : 10.1016/j.indcrop.2022.115684. ISSN  0926-6690.
  10. ^ Жункейра, Тасия Л.; Диас, Марина О.С.; Кавалетт, Отавио; Господи, Чарльз Д.Ф.; Кунья, Марсело П.; Росселл, Карлос Э.В.; Масиэль Фильо, Рубенс; Бономи, Антонио (01 января 2012 г.), Богл, Ян Дэвид Локхарт; Фэйрвезер, Майкл (ред.), «Экономическая и экологическая оценка комплексного производства биоэтанола из сахарного тростника 1-го и 2-го поколения с оценкой различных альтернативных процессов 2-го поколения», Компьютерная химическая инженерия , 22-й Европейский симпозиум по компьютерной технологии процессов, Elsevier, vol. 30, стр. 177–181, doi : 10.1016/b978-0-444-59519-5.50036-8, ISBN. 978-0-444-59431-0, получено 9 ноября 2023 г.
  11. ^ Барампути, Элли Мария; Май, София; Мустакас, Константинос; Маламис, Димитрис; Лоизиду, Мария; Пассадис, Константинос; Стумпу, Василея (01 января 2022 г.), Жегирим, Мейди (редактор), «Глава 3 - Усовершенствованное производство биоэтанола из потоков биологических отходов», Последние достижения в области технологий возобновляемой энергетики , Academic Press, стр. 77–154, doi : 10.1016 /b978-0-12-823532-4.00006-9, ISBN 978-0-12-823532-4, получено 9 ноября 2023 г.
  12. ^ Рамирес, Джером А.; Рейни, Томас Дж. (20 августа 2019 г.). «Сравнительный технико-экономический анализ производства биотоплива методами газификации, термического сжижения и пиролиза жома сахарного тростника». Журнал чистого производства . 229 : 513–527. doi : 10.1016/j.jclepro.2019.05.017. ISSN  0959-6526.
  13. ^ Петерсен, AM; Меламу, Ретаби; Кнетце, Дж. Х.; Гёргенс, Дж. Ф. (01 февраля 2015 г.). «Сравнение процессов второго поколения по переработке жома сахарного тростника в жидкое биотопливо с точки зрения энергоэффективности, анализа точки защемления и анализа жизненного цикла». Преобразование энергии и управление . 91 : 292–301. doi : 10.1016/j.enconman.2014.12.002. ISSN  0196-8904.
  14. ^ Курланский, Марк (2014). Замороженные во времени: возмутительная идея Кларенса Бёрдси о замороженных продуктах . Делакорт Пресс. ISBN 9780385372442.
  15. ^ «Кларенс Бердси | Биография, замороженные продукты и факты | Британника» . 5 декабря 2023 г.
  16. ^ Лоуренс А., Клейтон (1985). Грейс: WR Grace & Co., Годы становления, 1850–1930. Оттава, Иллинойс: Jameson Books. стр. 354. ISBN. 978-0915463251.
  17. ^ «Изготовление бумаги из отходов тростника сегодня пройдет первое практическое испытание; представители 15 стран станут свидетелями демонстрации печати в Холиоке, штат Массачусетс» . Секция бизнеса и финансов. Газета "Нью-Йорк Таймс . 27 января 1950 г. с. 42 – через Комитет Палаты представителей Конгресса США по судебной власти, Подкомитет № 5.
  18. ^ «Изготовление бумаги из тростниковых отходов пройдет сегодня первое практическое испытание - представители 15 стран станут свидетелями демонстрации печати в Холиоке, штат Массачусетс - Сформирована вспомогательная группа разработчиков» . Секция бизнеса и финансов. Нью-Йорк Таймс . 28 января 1950 г. с. 20 – через Комитет Палаты представителей Конгресса США по судебной власти, Подкомитет № 5.
  19. ^ «Газетная бумага из багассы, усовершенствованная по мере того, как фабрики предлагаются за рубежом» . Таймс-Пикаюн . Новый Орлеан, Луизиана, 29 января 1950 г. с. 28 – через Ассошиэйтед Пресс.
  20. ^ Брас, Жюльен; Хасан, Мохаммед Л.; Брюссесс, Сесиль; Хасан, Энас А.; Эль-Вакиль, Нахла А.; Дюфрен, Ален (1 ноября 2010 г.). «Механические, барьерные и биоразлагаемые свойства усов целлюлозы из багассы, армированных нанокомпозитами из натурального каучука». Технические культуры и продукты . 32 (3): 627–633. doi :10.1016/j.indcrop.2010.07.018. ISSN  0926-6690.
  21. ^ Софла, М. Рахими Корд; Браун, Р.Дж.; Цузуки, Т.; Рейни, Ти Джей (2016). «Сравнение нанокристаллов целлюлозы и нановолокон целлюлозы, извлеченных из жома с использованием методов кислотного и шарового измельчения». Достижения естественных наук: нанонаука и нанотехнологии . 7 (3): 035004. Бибкод : 2016ANSNN...7c5004R. дои : 10.1088/2043-6262/7/3/035004 . hdl : 1885/153605 . ISSN  2043-6262.
  22. ^ Содеман, Уильям А. (октябрь 1967 г.). «Болезнь легких Багасса - через 25 лет» (PDF) . Грудь . 52 (4): 505–507. дои : 10.1378/сундук.52.4.505. ПМИД  6058449.
  23. ^ ab «Факты о клетчатке: понимание этикеток пищевых продуктов и изолированных волокон». Питание411 .
  24. ^ Ван ZQ, Зубери А.Р., Чжан XH, Макгоуэн Дж, Цинь Дж, Йе X, Сон Л, Ву Q, Лиан К, Чефалу WT (2007). «Влияние пищевых волокон на увеличение веса, углеводный обмен и экспрессию гена желудочного грелина у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров». Метаб. Клин. Эксп . 56 (12): 1635–42. doi :10.1016/j.metabol.2007.07.004. ПМК 2730183 . ПМИД  17998014. 
  25. ^ Ннабугву Агомуо Э, Амади Питер У (2018). «Питательные и антиоксидантные свойства масел из жмыха, сельскохозяйственных отходов, лекарственных растений и кормов». J Am Coll Nutr . 38 (2): 132–140. дои : 10.1080/07315724.2018.1484307. PMID  30052146. S2CID  51725190.

дальнейшее чтение

Викискладе есть медиафайлы по теме багассы .