Физики из Тюмени и Томска разработали биоуголь из скорлупы кедрового ореха
Ученые из ТюмГУ и ТПУ разработали и пустили в производство биоуголь из скорлупы кедрового ореха. Пеллеты из такого угля можно будет производить в количестве одной тонны в час.
Альтернативой древесному сегодня является биоуголь — продукт термического разложения органических и многих неорганических соединений биомассы, характеризующийся высокими теплотворными значениями, а также низким содержанием зольного остатка и отсутствием серы. Основные потребители этого продукта — рестораны и городские домохозяйства.
Сырье, пригодное для производства биоугля, берется в зависимости от региональных условий, в частности, типа произрастаемой биомассы и способов ее обработки. При этом наиболее распространенным видом сырья является древесина, мировые лидеры по экспорту которой — Россия, Новая Зеландия, США, Чехия и Канада.
Помимо древесины в качестве альтернативного сырья для изготовления биоугля может выступать скорлупа различных орехов, преимущество которой — ежегодное восполнение сырьевой базы без нанесения вреда лесному фонду.
Один из вариантов этого типа сырьевой базы — скорлупа кедрового ореха, которая производится в крупнотоннажных объемах на территории Китая и в сибирских лесах Российской Федерации. Сегодня наша страна — один из крупнейших производителей кедрового ореха в мире.
В журнале Biomass Conversion and Biorefnery вышла статья «Скорлупа кедровых орехов как ресурс для производства топлива для приготовления пищи» (биотоплива) тюменских и томских ученых-физиков Романа Табакаева, Канипы Ибраевой, Александра Астафьева, Дариги Алтынбаевой, Никиты Кузьменко, Юрия Дубинина, Кирилла Ларионова, Станислава Янковского и Николая Яшкова.
В работе описано получение биоугольных древесных пеллет (брикетов цилиндрической формы) из скорлупы кедрового ореха с добавлением специально обработанного крахмала картофеля в качестве связующего вещества.
Утилизация скорлупы кедрового ореха — актуальная задача для Сибирского региона, на территории которого расположено около 80 процентов запасов сибирской кедровой сосны в мире. Благодаря этому производство кедрового ореха в Сибири составляет 10-12 миллионов тонн ежегодно, при этом на скорлупу, являющуюся отходом, приходится до 60 процентов от веса самого ореха.
Для сохранности биоугля прибегают к его брикетированию или гранулированию. Согласно российскому стандарту, механическая прочность формованного топлива после испытания сбрасыванием должна составлять не менее 85 процентов, а механическая прочность после испытания на истирание — не менее 80 процентов. В связи с этим производители формованного топлива стремятся достичь именно этих высоких показателей, прибегая к использованию различных видов связующих веществ.
Физики уточняют, что, как правило, добавление связующего вещества увеличивает себестоимость формуемого топлива или снижает теплотехнические свойства, поэтому изготовители биоугля стараются минимизировать количество его добавки. Снижая затраты на процесс формовки, производители стремятся использовать в качестве связующего вещества отходы различных отраслей, например, биомассу, сульфитные щелоки, нефтешламы, каменноугольный пек и флюсы, лигнин (отход целлюлозно-бумажной промышленности), одновременно решая две задачи — получения стандартизированного топлива и утилизации отходов соответствующей отрасли. Однако необходимо учитывать, что к связующему веществу для приготовления пищи предъявляются дополнительные требования: оно при горении не должно образовывать вредных веществ, а также увеличивать зольность.
С точки зрения обеспечения экологичности горения целесообразно рассматривать связующие вещества на основе натурального сырья — биомассы, являющихся основой получения биоугля. В работах ученых показана возможность совместного прессования биомассы и угля, в результате чего получается прочное топливо. Однако такое топливо малопригодно для приготовления пищи из-за относительного высокого содержания летучих веществ в сформованном топливе. В связи с этим для использования в качестве связующего особый интерес представляют такие продукты переработки биомассы, как крахмал или декстрин.
Необходимо отметить, что скорлупа кедровых орехов и картофельный декстрин не содержат в своем составе серы. При горении такого топлива не выделяются вредные выбросы окислов серы, отсутствует неприятный запах. В результате выполненных физиками исследований предложен способ получения биотоплива в виде пеллет из скорлупы кедровых орехов и раствора картофельного декстрина.
Показана возможность реализации предложенного способа на оборудовании промышленного типа производительностью одна тонна пеллет в час. Отмечено, что прочность полученных промышленным способом пеллет превысила механические характеристики брикетов с аналогичным содержанием декстрина на лабораторном оборудовании. Брикеты по прочности соответствуют требованиям, предъявляемым к формованному топливу, выход летучих веществ не превышает 12 процентов, при этом теплота сгорания составляет более 31,73 МДж/кг.
Исследование характеристики скорлупы кедровых орехов ученые осуществляли после достижения ею воздушно-сухого состояния в лабораторных условиях. Таким образом, в результате выполненных учеными ТюмГУ и Томского политеха исследований предложен способ получения биотоплива. Технологические параметры формования пеллет установлены на лабораторных экспериментальных стендах. Показана возможность реализации предложенного способа на оборудовании промышленного типа, при этом отмечено повышение прочностных характеристик получаемого продукта.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
В настоящее время для выращивания сельскохозяйственных культур используют минеральные и органические удобрения. Проблема в том, что неорганические соединения со временем закисляют почву и при длительном или избыточном внесении способствуют накоплению в ней тяжелых металлов. Органические удобрения могут содержать болезнетворные бактерии и антибиотики, которые вредят почвенной микрофлоре. Поэтому в качестве альтернативы ученые рассматривают возможность использования в качестве удобрения микроводорослей, обитающих в пресных и морских водах. Однако их массовому применению в сельском хозяйстве мешает высокая себестоимость производства. Ученые Пермского Политеха впервые нашли способ сделать такое удобрение более доступным. Они вырастили микроводоросли на дымовом газе, имитирующем газовые выбросы промышленных предприятий, который обычно выбрасывают в атмосферу. Испытания показали, что длина и масса проростков увеличились на 13 процентов, всхожесть выросла до 97 процентов, а скорость прорастания — на шесть процентов. При этом новое удобрение более безопасно: оно не накапливает токсины, полностью разлагается и не содержит патогенов и антибиотиков.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Масштабный анализ ДНК показал, что леопарды в Капской области ЮАР измельчали не из-за случайных мутаций при вырождении популяции, а в результате целенаправленной эволюционной адаптации к местной среде обитания.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно