СОСТАВ БИОМАССЫ

Биомасса растительного происхождения обычно содержит поглощен­ную и конденсированную влагу, различные типы органических и неко­торые неорганические соединения. Состав биомассы зависит от ее происхождения.

Для растительной ткани характерно наличие в стенках клеток клет­чатки, или целлюлозы, а также больших полостей (вакуолей). Прото­плазма живых клеток, например зеленой листвы, содержит некоторые протеины и значительное количество воды. Древесина, или ксилема — ткань высших растений — состоит из проводящих элементов (трахеид, со­судов механических (либриформ) и паренхимных клеток (рис. 1)).

СОСТАВ БИОМАССЫ

Содержание влаги. В механических клетках может содержаться значи­тельное количество влаги — конденсированной и абсорбированной, при­чем количество последней зависит от влажности окружающей среды. В биомассе отходов древесины и тростника содержание влаги может достигать 50%, а после воздушной сушки-20%. Некоторые отходы

Рис. 1. Схематичное изображение строения древесного волокна.

Сельскохозяйственных культур, такие, как солома, содержат около 10-12% воды. Влага снижает эффективность и экономичность использо­вания, а также транспортабельность топлива.

Содержание золы. Содержание минеральных веществ в растительной биомассе зависит от типа растений, его местообитания и загрязненно­сти почвы. Древесина содержит около 0,5% золы, которая состоит главным образом из щелочных и щелочноземельных катионов в виде карбонатов, солей карбоновых кислот и некоторого количества крем­ния. Особенно в больших количествах кремний содержится в соломе злаковых растений, в которых зола может достигать 18% и более; в ко­ре золы значительно больше, чем в древесине. Загрязнения значительно увеличивают содержание неорганических веществ в городских и сель­скохозяйственных отходах. Кремниевые и другие нерастворимые в воде неорганические соединения уменьшают теплосодержание биомассы, а растворимые ионизированные соединения могут оказывать каталити­ческое влияние на газификацию и горение биомассы.

Органические вещества. Оболочку стенок клеток растений образуют целлюлозные микрофибриллы, содержащиеся в матрице гемицеллюлоз и лигнина. Кроме этих веществ в растительной ткани содержатся ли — пиды и углеводороды (терпены), растворимые в эфире и различных фе­нолах, а также углеводы и протеины, растворимые в бензоле, спирте и воде. Растворимые компоненты биомассы относятся к экстраги­руемым веществам, причем в листьях и коре их обычно больше, чем в древесине. Состав биомассы различного типа приведен в табл. 1.

27,8

24,0

41,0

19,5

35,0

39,0

7,4

16,7

28,2

39,9

13,3

11,9

24,5

30,2

10,0

18,5

29,0

33,6

Хвойная древесина

0,4

2,0

Древесина твердо-

0,3

3,1

Лиственных пород

Солома пшеницы

6,6

3,7

Солома риса

16,1

4,6

Отходы сахарного

2,3

8,4

Тростника

Целлюлоза во всех типах биомассы состоит из D-глюкопиранозы, линейно связанной с (5-(1 -»■ 4) гликозидными связями, и отличается лишь степенью полимеризации. Основную гемицеллюлозу твердых по­род древесины образуют ацетил-4-О-метилглюкуроноксилан (ксилан),

Таблица 1. Состав биомассы типа

Содержание, %

Биомасса Зола, Вещества, раст- Вещества, Гемицел — Целлюло­зе воримые в орга-раствори — Лигнин, люлоза, за, нических раст — мые в воде, % % % ворителях, % %

А основную гемицеллюлозу хвойных пород образует глюкоманнан (маннан). Лигнин древесины хвойных пород содержит гваяцилпропа — новые соединения (фенольные группы, содержащие одну метоксильную группу), а лигнин древесины твердых пород содержит еще и сирингил — пропановые соединения (с двумя метоксильными группами).

Высокое содержание ацетильных и метоксильных групп в древесине твердых пород позволяет использовать ее для получения уксусной кис­лоты и метанола путем сухой перегонки.

Updated: 07.12.2011 — 19:43