Химический состав бионефти, полученной путем гидротермального сжижения биомассы Arthrospira platensis

 
Код статьиS004036440003573-4-1
DOI10.31857/S004036440003573-4
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Аффилиация: Объединенный институт высоких температур РАН
Адрес: Российская Федерация
Аффилиация: Объединенный институт высоких температур РАН
Адрес: Российская Федерация
Название журналаТеплофизика высоких температур
ВыпускТом 56 Номер 6
Страницы939-945
Аннотация

С помощью элементного анализа и масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения с ионным циклотронным резонансом с преобразованием Фурье проведено исследование химического состава бионефти, полученной из биомассы Arthrospira platensis гидротермальным сжижением при температурах 240–330 °C. Показано, что повышение температуры приводит к увеличению выхода бионефти, уменьшению содержания в ней кислорода и росту содержания углерода и азота. С использованием взвешенной гистограммы дефекта масс Кендрика впервые показано, что основными классами азоти кислородсодержащих соединений являются ON, О2N3, О3N2, ОN2, N и N2, а также выявлен характер изменения их относительного содержания в бионефти с изменением температуры. С помощью диаграммы Венна представлено пересечение множеств молекулярных формул, обнаруженных в образцах бионефти, полученных при различной температуре. Результаты могут быть использованы при оптимизации процесса гидротермального сжижения микроводорослей и последующей переработки в моторное топливо.

Ключевые слова
Источник финансированияИсследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 17–19–01617).
Получено28.12.2018
Дата публикации28.12.2018
Цитировать   Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1210

Оценка читателей: голосов 0

1. Raslavicius L., Semenov V. G., Chernova N. I., Kersys A., Kopeyka A. K. Producing Transportation Fuels from Algae: In Search of Synergy // Renewable Sustainable Energy Rev. 2014. V. 40. P. 133.

2. Chernova N. I., Kiseleva S. V., Popel’ O. S. Efficiency of the Biodiesel Production from Microalgae // Therm. Eng. 2014. V. 61. № 6. P. 399.

3. Salam K. A., Velasquez-Orta S.B., Harvey A. P. A Sustainable Integrated in Situ Transesterification of Microalgae for Biodiesel Production and Associated coproducta Review // Renewable Sustainable Energy Rev. 2016. V. 65. P. 1179.

4. Lopez Barreiro D., Zamalloa C., Boon N., Vyverman W., Ronsse F., Brilman W., Prins W. Inf luence of Strainspecific Parameters on Hydrothermal Liquefaction of Microalgae // Bioresour. Technol. 2013. V. 146. P. 463.

5. Rodolfi L., Chini Zittelli G., Bassi N., Padovani G., Biondi N., Bonini G., Tredici M. R. Microalgae for Oil: Strain Selection, Induction of Lipid Synthesis, and Outdoor Mass Cultivation in a Low-cost Photobioreactor // Biotechnol. Bioeng. 2009. V. 102. № 1. P. 100.

6. Берш А. В., Лисицын А. В., Сороковиков А. И., Власкин М. С., Мазалов Ю. А., Школьников Е. И. Исследование процессов генерации пароводородной смеси в реакторе гидротермального окисления алюминия для энергетических установок // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 908.

7. Власкин М. С., Григоренко А. В., Жук А. З., Лисицын А. В., Шейндлин А. Е., Школьников Е. И. Синтез ?-Al2O3 высокой чистоты из бемита, полученного гидротермальным окислением алюминия // ТВТ. 2016. Т. 54. № 3. С. 343.

8. Lisitsyn A. V., Dombrovsky L. A., Mendeleyev V. Y., Grigorenko A. V., Vlaskin M. S., Zhuk A. Z. Near-infrared Optical Properties of a Porous Alumina Produced by Hydrothermal Oxidation of Aluminum // Infrared Phys. Technol. 2016. V. 77. P. 162.

9. Vlaskin M. S., Chernova N. I., Kiseleva S. V., Popel’ O.S., Zhuk A. Z. Hydrothermal Liquefaction of Microalgae to Produce Biofuels: State of the Art and Future Prospects // Therm. Eng. 2017. V. 64. № 9. P. 627.

10. Chernova N. I., Kiseleva S. V., Vlaskin M. S., Rafikova Y. Y. Renewable Energy Technologies: Enlargement of Biofuels List and Сo-products From Microalgae // MATEC Web Conf. 2017. V. 112. № 10010.

11. Elliott D. C. Review of Recent Reports on Process Technology for Thermochemical Conversion of Whole Algae to Liquid Fuels // Algal Res. 2016. V. 13. P. 255.

12. Valdez P. J., Nelson M. C., Wang H. Y., Lin X. N., Savage P. E. Hydrothermal Liquefaction of Nannochloropsis sp.: Systematic Study of Process Variables and Analysis of the Product Fractions // Biomass Bioenergy. 2012. V. 46. P. 317.

13. Jena U., Das K. C., Kastner J. R. Effect of Operating Conditions of Thermochemical Liquefaction on Biocrude Production from Spirulina Platensis // Bioresour. Technol. 2011. V. 102. № 10. P. 6221.

14. Jazrawi C., Biller P., He Y., Montoya A., Ross A. B., Maschmeyer T., Haynes B. S. Two-stage Hydrothermal Liquefaction of a High-protein Microalga // Algal Res. 2015. V. 8. P. 15.

15. Jena U., Das K. C. Comparative Evaluation of Thermochemical Liquefaction and Pyrolysis for Bio-Oil Production from Microalgae // Energy Fuels. 2011. V. 25. № 11. P. 5472.

16. Toor S. S., Reddy H., Deng S., Hoffmann J., Spangsmark D., Madsen L. B., Holm-Nielsen J.B. et al. Hydrothermal Liquefaction of Spirulina and Nannochloropsis Salina under Subcritical and Supercritical Water Conditions // Bioresour. Technol. 2013. V. 131. P. 413.

17. Gai C., Zhang Y., Chen W. – T., Zhang P., Dong Y. An Investigation of Reaction Pathways of Hydrothermal Liquefaction using Chlorella Pyrenoidosa and Spirulina Platensis // Energy Convers. Manage. 2015. V. 96. P. 330.

18. Kostyukevich Y., Kononikhin A., Popov I., Nikolaev E. Conformations of Cationized Linear Oligosaccharides Revealed by FTMS Combined with in-ESI H/D Exchange // J. Mass Spectrometry. 2015. V. 50. № 10. P. 1150.

19. Zherebker A., Kostyukevich Y., Kononikhin A., Roznyatovsky V. A., Popov I., Grishin Y. K., Perminova I. V. et al. High Desolvation Temperature Facilitates the ESI-source H/D Exchange at Non-labile Sites of Hydroxybenzoic Acids and Aromatic Amino Acids // Analyst. 2016. V. 141. № 8. P. 2426.

20. Zherebker A., Kostyukevich Y., Kononikhin A., Kharybin O., Konstantinov A. I., Zaitsev K. V., Nikolaev E. et al. Enumeration of Carboxyl Groups Carried on Individual Components of Humic Systems Using Deuteromethylation and Fourier Transform Mass Spectrometry // Anal. Bioanal. Chem. 2017. V. 409. № 9. P. 2477.

21. Sudasinghe N., Dungan B., Lammers P., Albrecht K., Elliott D., Hallen R., Schaub T. High Resolution FTICR Mass Spectral Analysis of Bio-oil and Residual Water Soluble Organics Produced by Hydrothermal Liquefaction of the Marine Microalga Nannochloropsis Salina // Fuel. 2014. V. 119. P. 47.

22. Kostyukevich Y., Vlaskin M., Vladimirov G., Zherebker A., Kononikhin A., Popov I., Nikolaev E. The Investigation of the Bio-oil Produced by Hydrothermal Liquefaction of Spirulina Platensis Using Ultrahigh Resolution Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry // Eur. J. Mass Spectrom. 2017. V. 23. № 2. P. 83.

23. Chernova N. I., Kiseleva S. V. Microalgae Biofuels: Induction of Lipid Synthesis for Biodiesel Production and Biomass Residues into Hydrogen Conversion // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 5. P. 2861.

24. Коробкова Т. П., Чернова Н. И., Киселева С. В., Зайцев С. И. Штамм Arthrospira platensis (Nordst.) Geitl. 1/02-T/03–5 ? продуцент белковой биомассы. Патент РФ № 2322489. 2008.

25. Zarrouk C. Contribution a l’etude d’une cyanophycee. Influence de diverse facteursphysiques et chimiques sur la croissance et la photosynthese de Spirulina maxima (Setch et Gardner). Geitler: University of Paris, 1966.

26. Madsen R. B., Jensen M. M., Glasius M. Qualitative Characterization of Solid Residue from Hydrothermal Liquefaction of Biomass Using Thermochemolysis and Stepwise Pyrolysis-gas Chromatography-mass Spectrometry // Sustainable Energy Fuels. 2017. V. 1. № 10. P. 2110.

27. Kostyukevich Y., Solovyov S., Kononikhin A., Popov I., Nikolaev E. The Investigation of the Bitumen from Ancient Greek Amphora Using FT ICR MS, H/D Exchange and Novel Spectrum Reduction Approach // J. Mass Spectrometry. 2016. V. 51. № 6. P. 430.

28. Kostyukevich Y., Zherebker A., Kononikhin A., Popov I., Perminova I., Nikolaev E. The Investigation of the Birch Tar Using Ultrahigh Resolution Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry and Hydrogen/Deuterium Exchange Approach // Int. J. Mass Spectrometry. 2016. V. 404. P. 29.

29. Kostyukevich Y., Borisova L., Kononikhin A., Popov I., Kukaev E., Nikolaev E. Thermal Desorption Combined with Atmospheric Pressure Photo Ionization for the Analysis of Volatile Compounds and its Possible Applications // Eur. J. Mass Spectrometry. 2016. V. 22. № 6. P. 313.

Система Orphus

Загрузка...
Вверх