پیرولیز مواد لیگنوسلولوزی به عنوان پلیمرهای طبیعی جهت تولید محصولات با ارزش افزوده زیاد

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، دانشکده مهندسی آب و خاک، گروه مکانیک بیوسیستم

2 دانشجوی دکتری تخصصی صنایع سلولزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

10.22063/basparesh.2020.2609.1498

چکیده

پلیمرهای طبیعی ساختار مواد لیگنوسلولوزی (سلولوز، همی‌سلولوزها و لیگنین) از جمله مهم‌ترین مواد اولیه مهم و تجدیدپذیر برای اقتصاد کربن و انرژی‌های تجدیدپذیر در آینده است. بیشتر مواد شیمیایی تولید شده از نفت یا گاز طبیعی می توانند از زیست توده لیگنوسلولوزی تولید شوند. سوخت دیزل و بنزین حاصل از نفت خام به طور گسترده در صنایع حمل و نقل مدرن استفاده می‌شود. زیست توده می‌تواند به جایگزینی این سوخت‌های حمل و نقل مشتق شده از نفت کمک کند. گازسازی یک فرآیند شیمیایی است که زیست توده لیگنوسلولوزی را به سوخت‌های گازی مناسب یا مواد شیمیایی تبدیل می کند. پیرولیز، اکسیداسیون جزئی و هیدروژناسیون فرآیندهای مرتبط هستند. همچنین فرآیند احتراق زیست توده لیگنوسلولوزی را به فرآورده‌های گازی تبدیل می کند، اما تفاوت های مهمی بین این فرآیندها وجود دارد. فناوری‌های مبتنی بر پیرولیز، مانند پیرولیز سریع و گازسازی، روش های امیدوار کننده ای برای تبدیل پلیمرهای طبیعی ساختار لیگنوسلولوزی به مواد با ارزش افزوده زیاد مانند زیست مواد شیمیایی، مواد زیستی و سوخت‌های زیستی هستند. درک بهتر متغیرهای موثر بر پیرولیز / گاز سازی پلیمرهای طبیعی ساختار لیگنوسلولوزی، موجب توسعه سیستم‌های کنترل کننده گازسازی، غلبه بر مسائل و مشکلات زیست محیطی و مهار معایب ساختاری پیرولیز و گازسازی می‌شود. در این مقاله مروری، خلاصه‌ای از تحقیقات انجام شده در زمینه تاثیر متغیرهای عملیاتی موثر بر پیرولیز و گازسازی پلیمرهای طبیعی ساختار لیگنوسلولوزی و همچنین محصولات قابل تولید از آنها بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Pyrolysis of Lignocellulose materials as Natural polymers for Produce High Value-Added Products: A brief Review

نویسندگان [English]

  • Mehrshad Nazarpour 1
  • Aliasghar Tatari 2
  • Ahmad Taghizadeh-Alisaraei 3
1 Department of Biosystems Engineering , Faculty of Soil Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Ph.D. student in cellulose industry, Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources
3 Associate Professor, Department of Biosystems Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده [English]

Naturel polymers of lignocellulose materials (cellulose, hemicelluloses, and lignin) are among the most important and renewable raw materials for future carbon economy and renewable energies. Most chemicals produced from petroleum or natural gas can be produced from biomass. Diesel and gasoline from crude petro-oil are widely used in modern transportation industries. Biomass can help substitute these petro-derived transport fuels. Gasification is a chemical process that converts lignocellulose biomass materials into useful convenient gaseous fuels or chemical feedstock. Pyrolysis, partial oxidation, and hydrogenation are related processes. Combustion also converts lignocellulose biomass materials into product gases, but there are some important differences. Pyrolysis-based technologies, such as fast pyrolysis and gasification, are promising methods for converting natural polymers to high-value added materials such as chemical biomaterials, biomaterials and biofuels. Understanding the variables affecting pyrolysis/gasification of lignocellulose natural polymers, develops gasification control systems, overcomes environmental issues and problems, and mitigates the structural disadvantages of pyrolysis and gasification. In this review paper, a summary of research on the influence of operating variables on pyrolysis and gasification of natural polymers of lignocellulose structures as well as their products is investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • pyrolysis
  • bio-chemicals
  • fuel
  • gasification
  • lignocellulose materials