Технология и оборудование химической переработки биомассы растительного сырья

Научная лаборатория «Глубокой переработки растительного сырья» работает над проблемами глубокой переработки растительного сырья, решение которых позволит повысить производительность, качественные показатели готового продукта, экологическую безопасность производств. Полученные научные результаты имеют высокую актуальность для Красноярского края и Сибирского региона, так как они могут служить основой при создании безотходной технологии переработки биомассы дерева и не древесных растений с получением высококачественных продуктов с заданными свойствами. Настоящий отчет обобщает и систематизирует данные, полученные в результате работы научной лаборатории «Глубокой переработки растительного сырья» по проекту: «Технология и оборудование химической переработки биомассы растительного сырья» (номер темы FEFE-2020-0016). Цели научно-исследовательской работы: 1) Фундаментальная разработка теоретических основ глубокой химической переработки растительного сырья и их подтверждение результатами экспериментальных исследований. 2) Теоретически обосновать механизм гидродинамики течения волокнистых суспензий и разрушения волокна при глубокой химической переработке биомассы дерева. 3) Разработать научные основы интенсификации процессов тепло - и массопереноса на контактных вихревых ступенях и реализовать процесс термической ректификации в технологических линиях по переработке биомассы растительного сырья. 4) Разработать экологически чистый и энергосберегающий способ делигнификации растительного сырья (древесины и стеблей однолетних растений) без использования серо- и хлорсодержащих соединений, реализуемый при температурах ниже 100 0С и при атмосферном давлении. 5) Разработать научные основы безотходной технологии переработки коры хвойных пород методом водно-щелочной экстракции с последующим облагораживанием экстрактов и утилизацией одубины методом биоконверсии. Биоконверсия растительного сырья с получением кормового и пищевого белка, получение БАВ из вегетативной части древесных растений. Для достижения данных целей в 2023 году были поставлены следующие задачи: 1) Провести экспериментальные исследования процессов размола волокнистых полуфабрикатов и сопоставить результаты с теоретическими разработками, апробация полученных основных моделей процесса размола в промышленных условиях производства ДВП. 2) Отработать технологические режимы на разработанной опытной ректификационной диабатической установке для разделения сульфатного скипидара на фракции и его очистки. 3) Разработать технологию экологически безопасного способа получения технической целлюлозы из соломенного растительного сырья (пшеничной соломы, конопляной костры) путем делигнификации пероксосоединениями без использования катализаторов окисления. 4) Изучить химический состав отходов окорки древесины хвойных пород и влияние методов подготовки коры к переработке и изучить влияние облагораживания водно-щелочного экстракта на его доброкачественность. По результатам работы в 2023 году было опубликовано более 20 статей, из них 6 статей в международных информационно-аналитических системах научного цитирования Web of Science и Scopus в научных журналах первого и второго квартилей (Chemical Engineering Research and Design, ChemEngeneering, BioResources), 11 статей в научных журналах, индексируемых в международных базах научного цитирования, входящих в ядро РИНЦ (еще 3 приняты редакцией, будут опубликованы в 2024 г.), также сделаны доклады на ведущих международных научных (научно-практических) конференциях в Российской Федерации и за рубежом. Подано 2 заявки на получение патента. В работе научной лаборатории «Глубокой переработки растительного сырья» принимают участие 14 научных сотрудников и 13 инженерно-технических работника. Доля исследователей в возрасте до 39 лет в численности исполнителей темы составляет около 70%. За время работы научной лаборатории «Глубокой переработки растительного сырья» по проекту: «Технология и оборудование химической переработки биомассы растительного сырья» было опубликовано около 100 статей, из них 21 статья в международных информационно-аналитических системах научного цитирования Web of Science и Scopus в научных журналах первого и второго квартилей, 47 статей в научных журналах, индексируемых в международных базах научного цитирования, входящих в ядро РИНЦ), 10 статей в рецензируемых журналах, включённых в Перечень ВАК, также сделаны доклады на ведущих международных научных (научно-практических) конференциях в Российской Федерации и за рубежом. По результатам проведенных исследований было опубликовано 3 монографии. Также сделаны доклады на ведущих международных научных (научно-практических) конференциях в Российской Федерации и за рубежом. Подано 11 заявок на получение патента. По результатам исследований подготовлено и защищено три диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.