Неорганические компоненты стеблей подсолнечника

В работе представлены результаты изучения неорганических компонентов стеблей подсолнечника. Были исследованы экстракты, полученные при различных значениях рН среды, и образцы золы до и после обработки стеблей водой, кислотой и щелочью. Установлено, что природа экстрагента оказывает незначительное влияние на выход экстрактивных веществ из измельченных стеблей. По данным атомно-абсорбционного анализа, основными ионами в экстрактах, полученных в разных средах, являются ионы калия, кальция, магния и натрия. Массовая доля золы после обработки стеблей растворами при разных значениях рН изменяется от 0,5 до 5,2%. Наименьшим выходом золы характеризуется образец стеблей после экстракции кислотой. По данным энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии, во всех образцах золы содержатся преимущественно соединения К, Са, Mg и Р. Также в работе были исследованы зольные компоненты сердцевины и внешней части стебля в сравнении с исходным образцом. Зольность сердцевины стебля (9,3%) выше, чем внешней оболочки (7,4%). Результаты ИК-спектроскопии показали, что характер расщепления полос в ИК-спектрах образцов золы практически не зависит от части стебля и предварительной обработки сырья при разных значениях рН. В ИК-спектрах золы стебля наблюдаются полосы поглощения, характерные для карбонатов и силикатов. По данным рентгенофазового анализа, изученные образцы золы находятся в кристаллическом состоянии.

1. Васильев Д.С. Подсолнечник. М.: Агропромиздат, 1990. 173 с.

2. Забарный Г.Н., Клюс С.В., Довженко Д.С. Использование растительных отходов для производства энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2011. N 8. С. 100–106.

3. Зубко В.Н., Соколик С.П. Анализ технологий и технических средств для использования отходов производства подсолнечника в качестве биотоплива // Инженерия природопользования. 2017. N 1. С. 6–10.

4. Brazil O.A., Vilanova-Neta J.L., Silva N.O., Vieira I.M.M., Lima Á.S., Ruzene D.S., et al. Integral use of lignocellulosic residues from different sunflower accessions: analysis of the production potential for biofuels // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 221. P. 430– 438. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.274.

5. Xu M., Qi M., Goff H.D., Cui S.W. Polysaccharides from sunflower stalk pith: chemical, structural and functional characterization // Food Hydrocolloids. 2020. Vol. 100. P. 105082. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.04.053.

6. Типсина Н.Н., Комарова О.Ю., Струпан Е.А. Технологические особенности пектиносодержащего сырья // Вестник КРАСГАУ. 2008. N 1. С. 253–259.

7. Caparros S., Ariza J., Lopez F., Nacimiento J.A., Garrote G., Jiménez L. Hydrothermal treatment and ethanol pulping of sunflower stalks // Bioresource Technology. 2008. Vol. 99, no. 5. P. 1368–1372. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.045.

8. Astanakulov K.D., Karshiev F.U., Tursunov S.C., Gapparov S.H. The use of sunflower stalks as animal feed // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. 2019. Vol. 6, no. 12. P. 11992–11994.

9. Nargotra P., Sharma V., Gupta M., Kour S., Bajaj B.K. Application of ionic liquid and alkali pretreatment for enhancing saccharification of sunflower stalk biomass for potential biofuel-ethanol production // Bioresource Technology. 2018. Vol. 267. P. 560–568. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.07.070.

10. Manmai N., Unpaprom Y., Ramaraj R. Bioethanol production from sunflower stalk: application of chemical and biological pretreatments by response surface methodology (RSM) // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. N 11. P. 1759–1773. https://doi.org/10.1007/s13399-020-00602-7.

11. Brouard Y., Belayachi N., Hoxha D., Ranganathan N., Méo S. Mechanical and hygrothermal behavior of clay – Sunflower (Helianthus annuus) and rape straw (Brassica napus) plaster bio-composites for building insulation // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 161. P. 196–207. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.140.

12. Papadopoulos A.N., Kyzas G.Z., Mitropoulos A.C. Lignocellulosic composites from acetylated sunflower stalks // Applied Sciences. 2019. Vol. 9, no. 4. P. 646. https://doi.org/10.3390/app9040646.

13. Liu F., Xia L., Zhang L., Guo F., Zhang X., Yu Y., et al. Sunflower-stalk-based solar-driven evaporator with a confined 2D water channel and an enclosed thermal-insulating cellular structure for stable and efficient steam generation // ACS Applied Materials & Interfaces. 2021. Vol. 13, no. 46. P. 55299–55306. https://doi.org/10.1021/acsami.1c20747.

14. Su X., Hao D., Sun M., Wei T., Xu D., Ai X., et al. Nature sunflower stalk pith with zwitterionic hydrogel coating for highly efficient and sustainable solar evaporation // Advanced Functional Materials. 2022. Vol. 32, no. 6. P. 2108135. https://doi.org/10.1002/adfm.202108135.

15. Khajevand M., Azizian S., Jaleh B. A bio-based 3D evaporator nanocomposite for highly efficient solar desalination // Separation and Purification Technology. 2022. Vol. 284. P. 120278. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.120278.

16. Свергузова С.В., Локтинова Е.В. Влияние щелочной обработки на сорбционные свойства биомассы подсолнечника // Рациональное использование природных ресурсов и переработка техногенного сырья: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, химия и биотехнологии: материалы Междунар. науч.-техн. конф. (г. Алушта – Белгород, 01–05 июня 2020 г.). Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2020. С. 169–172.

17. Sun G., Xu X. Sunflower stalks as adsorbents for color removal from textile wastewater // Industrial & Engineering Chemistry Research. 1997. Vol. 36, no. 3. P. 808–812. https://doi.org/10.1021/ie9603833.

18. Jalali M., Aboulghazi F. Sunflower stalk, an agricultural waste, as an adsorbent for the removal of lead and cadmium from aqueous solutions // Journal of Material Cycles and Waste Management. 2013. Vol. 15. P. 548– 555. https://doi.org/10.1007/s10163-012-0096-3.

19. Jain M., Garg V.K., Kadirvelu K. Chromium(VI) removal from aqueous system using Helianthus annuus (sunflower) stem waste // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 162, no. 1. P. 365–372. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.05.048.

20. Feizi M., Jalali M. Removal of heavy metals from aqueous solutions using sunflower, potato, canola and walnut shell residues // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2015. Vol. 54. P. 125–136. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.03.027.

21. Khosrowshahi E.M., Razmi H. Application of sunflower stalk-carbon nitride nanosheets as a green sorbent in the solid // Journal of Separation Science. 2018. Vol. 41, no. 9. P. 2020–2028. https://doi.org/10.1002/jssc.201701248.

22. Ковехова А.В., Арефьева О.Д., Диденко Н.А., Земнухова Л.А. Состав неорганических компонентов стеблей топинамбура // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2021. Т. 11. N 2. С. 299–309. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2021-11-2-299-309.

23. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Изд-во Московского университета, 1977. 174 с.