Резеңке-техникалық бұйымдарға арналған функционалдық технологиялық қоспа ретінде күнбағыс қауызы карбонизатын алу технологиясы және оның физика-химиялық сипаттамалары
DOI:
https://doi.org/10.15328/cb2026_151Кілт сөздер:
ауыл шаруашылығы қалдықтары, күнбағыс қауызы, биокомпозиттер, пиролиз, өсімдік қалдықтарын кәдеге жарату, қалдықсыз өндіріс, функционалдық технологиялық қоспаларАңдатпа
Күнбағыс қауызын көміртекқұрамды материал — карбонизатқа қайта өңдеу мүмкіндігі зерттелді. Бұл материал резеңке-техникалық бұйымдар өндірісінде функционалдық технологиялық қоспа ретінде қолдануға перспективалы болып табылады. Карбонизат күнбағыс қауызын инертті атмосферада термиялық конверсиялау әдісімен алынды, кейін оның құрамы мен физика-химиялық сипаттамалары бағаланды. Термогравиметриялық талдау биомасса компоненттерінің негізгі термиялық ыдырау процестері 200–550 °C температура аралығында жүретінін көрсетті, бұл карбонизацияның температуралық режимін таңдауға негіз болады. Пиролиз өнімдерін GC әдісімен талдау газ, сұйық және қатты фракциялардың түзілетінін анықтады. Газ тәрізді өнімдердің құрамында энергетикалық құнды компоненттер — H2, CO, CH4 және жеңіл көмірсутектер болды; олардың жоғары жану жылуы 14,27 МДж/нм3 құрады. Сұйық фракция негізінен оттекқұрамды және ароматты қосылыстардан тұрды, ал оның жану жылуы 13,71 МДж/кг болды. Алынған карбонизат көміртек мөлшерінің 48,12 масс. %, күлділігінің төмен болуымен — 3,5 масс. %, бетінің сілтілік сипатымен (pH = 9), меншікті бет ауданының 27,3 м²/г болуымен және микрокеуектердің орташа дәрежеде дамуымен сипатталды.. Ұнтақтаудан кейінгі бөлшектердің орташа өлшемі 18,89 мкм құрады, бұл дисперсті толтырғыштарға қойылатын талаптарға сәйкес келеді. Сонымен қатар өнімділігі кемінде 150 кг/сағ болатын биомассаны карбонизациялаудың тәжірибелік-өнеркәсіптік технологиясы әзірленді, бұл үдерісті өнеркәсіптік ауқымда масштабтау мүмкіндігін растайды.
Әдебиеттер тізімі
1. Attia T (2019) Int J Compos Mater Manuf 9:24-31. https://doi.org/10.5923/j.cmaterials.20190901.04
2. Noryani M, Sapuan SM, Mastura M, et al. (2019) J Mater Res Technol 8:2865-2879. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.02.019
3. Gholampour A, Ozbakkaloglu T (2020) J Mater Sci 55:829-892. https://doi.org/10.1007/s10853-019-03990-y
4. Todor MP, Kiss I, Puchianu M, et al. (2019) IOP Conf Ser Mater Sci Eng 477:012004. https://doi.org/10.1088/1757-899X/477/1/012004
5. Joshi S, Drzal LT, Mohanty AK, et al. (2004) Compos Part A Appl Sci Manuf 35:371-376. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2003.09.016
6. De Azevedo ARG, Marvila MT, Cecchin D, et al. (2021) Agron Res 19:1387-1395. https://doi.org/10.15159/AR.21.140
7. Ofem MI, Ubi PA (2021) Eur J Mech Eng Res 8:36-47.
8. Ubi PA, Abdulrahman AS (2015) Int J Mater Metall Eng 9:203-208.
9. Ubi PA, Okon KE, Akpabio EI, et al. (2024) Sci Rep 14:3055. https://doi.org/10.1038/s41598-024-53742-5
10. Ubi PA, Akpabio EI, Okon KE, et al. (2022) Niger J Technol 41:879-886. https://doi.org/10.4314/njt.v41i5.8
11. Rajak DK, Pagar DD, Kumar R, et al. (2019) Polymers 11:1667. https://doi.org/10.3390/polym11101667
12. Ofem MI, Ubi PA (2020) Indian J Eng 17:450-461.
13. Dufresne A (2019) Curr For Rep 5:76-89. https://doi.org/10.1007/s40725-019-00088-1
14. Anosike-Francis EN, Agu CE, Obianyo II, et al. (2022) Appl Sci 12:713. https://doi.org/10.3390/app12020713
15. Azammi AMN, Sapuan SM, Ishak MR, et al. (2018) Def Technol 14:268-277. https://doi.org/10.1016/j.dt.2018.05.009
16. Ferreira FV, Cividanes LS, Duarte KF, et al. (2019) J Compos Sci 3:51. https://doi.org/10.3390/jcs3020051
17. Ohijeagbon I, Okuovwo S, Odiari E, et al. (2023) Rev Compos Mater Av 33:211-218.
18. Ferreira FV, Lona LMF, Thielemans W (2017) Polym Eng Sci 59:7-15. https://doi.org/10.1002/pen.24770
19. Shamtsyan MM, Golovanova GV, Danilova EV, et al. (2011) Russ Chem J LV:1. (In Russian)
20. Yefanov MV, Galochkin AI, Bakhvalova EA, et al. (2002) Chem Plant Raw Mater 2:47-51. (In Russian)
21. Zemnukhova LA, Shkorin DV, Fedorishcheva GA, et al. (2009) Chem Plant Raw Mater 3:147-149. (In Russian)
22. Plotnikov NP, Chelysheva IN (2021) Syst Methods Technol 1:86-89. (In Russian)
23. Kleshchevnikov LI, Akhtyamov AG, Galimova AR, et al. (2015) Bull Technol Univ 18:19. (In Russian)
24. Alemdar A, Sain M (2008) Compos Sci Technol 68:557-565. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2007.05.044
25. Alves JS, Dos Santos WN, De Araújo EM, et al. (2015) Carbohydr Polym 115:215-222.
26. Bondeson D, Mathew A, Oksman K (2006) Cellulose 13:171-180. https://doi.org/10.1007/s10570-006-9061-4
27. Dolgikh OG, Ovcharov SN (2009) Ecol Ind Russ 11:4-7. (In Russian)
28. Khusid SB, Lysenko YA, Shlyakhov VN, et al. (2015) Sci J Kuban State Agrar Univ 107:2-14. (In Russian)
29. Malik A, Wulandari D, Purwanto A, et al. (2023) Int J Des Nat Ecodyn 18:457-463. https://doi.org/10.18280/ijdne.180225
30. Bunga ES, Setyaningsih D, Hambali E, et al. (2024) Int J Des Nat Ecodyn 19:259-265. https://doi.org/10.18280/ijdne.190128
31. Barana D, Ali M, Salanti A, et al. (2018) ACS Sustain Chem Eng 6:11843-11852. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b02145
32. Intiya W, Kaabbuathong N, Saetung N, et al. (2024) Polymers 16:493. https://doi.org/10.3390/polym16040493
33. Nechipurenko S, Mamyrbekova A, Burkitbayev M, et al. (2025) Polymers 17:2963. https://doi.org/10.3390/polym17212963
34. Yogalakshmi KN, Poongothai S, Kavitha S, et al. (2022) Chemosphere 286:131824. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131824
35. Zheng Q, Han Y, Hu J, et al. (2022) Chem Eng J 437:135316. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135316
36. Rizwan M, Ali M, Khan S, et al. (2025) J Anal Appl Pyrolysis 192:107342. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2025.107342
37. Giudicianni P, Cardone G, Ragucci R (2021) Energy Fuels 35:5407-5478. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c04046
38. Zou X, Huang Y, Wang X, et al. (2024) J Anal Appl Pyrolysis 179:106463. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2024.106463
39. Fan Y, Yang H, Wang X, et al. (2022) Bioresour Technol 360:127648. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127648
40. Ma H, Wang Y, Li J, et al. (2026) ACS Omega 11:2800-2809. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c08593
41. Lim HY, Chew JJ, Khoo CG, et al. (2024) Chem Eng Trans 112:271-276. https://doi.org/10.3303/CET24112046
42. Kluska J, Matej-Łukowicz K, Nawrot N (2024) Sustainability 16:11234. https://doi.org/10.3390/su162411234
43. Larina OM, Sinelshchikov VA, Sytchev GA (2016) J Phys Conf Ser 774:012137. https://doi.org/10.1088/1742-6596/774/1/012137
44. GOST 6382-2001. Solid mineral fuel. Methods for determination of volatile matter yield. (In Russian)
45. GOST 7885-86. Carbon black for rubber industry. Specifications. (In Russian)
46. Technological line for biomass carbonization (furnace). Carbonization module type SP-K400: passport SP-K400.00.00.00 PS / LLC "Spline-M". (2022) 14 p. (In Russian)
47. Bobrova VV, Zakharov NS, Kanafina AA, et al. (2025) Polymers 17:2070. https://doi.org/10.3390/polym17152070
48. Bobrova V, Zakharov N, Kanafina A, et al. (2025) J Compos Mater 59:907-931. https://doi.org/10.1177/00219983241303395
49. Bobrova V, Zakharov N, Kanafina A, et al. (2024) Polym Polym Compos 32:09673911241287860. https://doi.org/10.1177/09673911241287860
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 А.К. Кайайдарова, В.В. Боброва, Ф.П. Погоров, С.В. Нечипуренко, Н.А. Забара, А.В. Касперович, С.А. Ефремов, С.Н. Лежнев, Б.Б. Ермухамбетова, М.М. Буркитбаев
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Дүние жүзінде.
Авторлар өз жұмыстарының авторлық құқықтарын сақтайды және Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0) шарттарымен лицензиялау арқылы журналға осы жұмысты алғаш рет жариялау құқығын береді. Бұл басқа адамдарға жұмыстың авторын көрсете отырып және осы журналдағы бастапқы басылымға сілтеме жасау арқылы таратуға мүмкіндік береді.
