Возможные пути использования мискантуса.

Мискантус гигантский (Miscanthus x giganteus) - крупная азиатская трава теплого сезона, ведущая биоэнергетическая культура в Азии, Европе и Северной Америке. Мискантус (лат. Miscánthus) - род многолетних травянистых растений семейства злаки (Poaceae). Европейский опыт показывает, что мискантусобладает высокой биологической продуктивностью биомассы в широком географическом диапазоне умеренных климатических регионов, включая маржинальные земли. Растение способно расти на влажных почвах, в том в пойме рек, так как практически не требует химической защиты от вредителей независимо от внесения минеральных удобрений.Ученые рекомендуют не выращивать его в засушливых регионах. Небольшие исследования на Среднем Западе США показывают, что мискантус может производить в два раза больше биомассы, чем обычные востребованные сорта. Борьба с сорняками важна вначале (в течение первого сезона выращивания), после, как правило, в течение 15-20 лет в этом нет необходимости. Недавно начатые государственные частные испытания в Европе и США поддерживают волны быстрого исследования и коммерческого использования этой культуры.Выше этой стадии находится сортовое разнообразие растений мискантуса и стадии развития. Ученые из Соединенных Штатов показали, что если гигантский мискантус может обеспечить такой же урожай в полевых условиях, как и в исследовательских областях, этого будет достаточно для удовлетворения потребности США в возобновляемых источниках энергии (биомассе) с той же земли из той же области.

Мискантус гигантский сейчас активно используется в странах Евросоюза в коммерческих целях: в качестве подстилки (животноводство, коневодство), обогрева различных помещений, производства электроэнергии и целлюлозы. Большинство из них выращивают в Англии, а также в Испании, Италии, Венгрии, Франции и Германии. Недавно Япония и Китай возобновили интерес к местным взглядам и начали увеличивать количество научных и коммерческих проектов. В Соединенных Штатах исследования начались в Иллинойском университете Шампань-Урбан в 2001 году (Pyteretal., 2007) и быстро распространяются на другие университеты Соединенных Штатов.

Гигантский мискантус был предложен для использования в Соединенных Штатах для комбинированного производства тепла и электроэнергии, в качестве дополнения к урожаю или в качестве отдельного продукта (Heatonetal., 2004, Khannaetal., 2008). Он также является ведущим кандидатом на использование сырья для производства целлюлозного этанола (DOE, 2006). Хотя гигантский мискантус широко рекламируется для производства целлюлозного этанола, он обладает специфическими особенностями, которые делают его более подходящим для процессов термохимического преобразования во время биологической ферментации, по крайней мере, при существующих технологиях.

Главная особенность, которая отличает гигантский мискантус от других биоэнергетических культур, - большое количество лигноцеллюлозы в биомассе. В Соединенных Штатах мискантус дает гораздо более высокий годовой урожай биомассы, чем любая другая биоэнергетическая культура (например, сахарный тростник), и имеет более широкий спектр роста.

Средний урожай мискантуса показывает, что гигантский мискантус может удовлетворить все требования к биотопливу в соответствии с Законом об энергетической независимости и безопасности (2007), используя только тепло земли, которая в настоящее время используется для выращивания этой культуры. Это означает, что гигантский мискантус может полностью обеспечивать производство биотоплива, не вводя новые земли в производство и не вытесняя пищевые ресурсы.

Гигантский мискантуслучше всего подходит для территорий с количеством осадков не менее 30 мм в год, результат можно улучшить, если количество осадков увеличится, выброс сухого вещества напрямую зависит от сезонных осадков.

Мискантус - превосходная (даже практически неоспоримая) техническая культура, которая, помимо биоэнергетики, может использоваться как сырье для целлюлозно-бумажной промышленности. Стоимость производства целлюлозы из мискантуса в 3 раза меньше традиционного сырья (древесина, хлопок), что определяет высокую востребованность создания плантаций мискантуса для этих целей. Спрос на биомассумискантуса постоянно растет. Поэтому их начали активно выращивать в странах Европы и особенно в США.В Украине, Беларуси и России в настоящий момент мискантус находится на стадии изучения, но быстро развивается. Преимущество в том, что мискантус не истощает почву, не засоряет соседние поля, так как не размножается самосевом и обеспечивает эффективную логистическую составляющую при производстве целлюлозы, так как урожайность с гектара сырья позволяет вам конкурировать с любыми сырьевыми материалами, лесной древесиной.

Мискантус: сырье для производства бумаги и картона.

В настоящее время за рубежом активно ведутся исследования по переработке различных видов мискантуса, в основном гигантского. Эти растения являются наиболее перспективным целлюлозосодержащим сырьем для производства целлюлозы, биотоплива и различных химикатов.

Степень полимеризации мискантуса беленой целлюлозы равна 900 - 950. Дефрагментация крупных фрагментов происходит их продольным разделением. Длина целлюлозного волокна находится в пределах 100-800 мкм, при поперечных размерах 5-40 мкм. Основную массу беленой целлюлозымискантуса составляют тонкие ленточные волокна с продольными скручивающими элементами и заостренными концами. Волокна разнообразны по форме и размеру. Их разнообразие связано с тем, что вся измельченная часть мискантуса используется в производстве целлюлозы. Поверхность мискантуса целлюлозного волокна характеризуется микрошероховатостью, представленной системой складок, расположенных вдоль волокна.

Заменитель целлюлозы ХТММ(Химико-термомеханическая масса).

ХТММ относится к волокнистым полуфабрикатам с высоким выходом (ХТММ), полученным из растительного сырья, подвергнутого мягкой химико-термической обработке и последующему измельчению в дисковых мельницах под давлением. Массовый выход мискантуса 85-92%. ХТММ используется как волокнистый полуфабрикат в составе широкого ассортимента картонных изделий и служит частичной или полной заменой целлюлозы в этих видах продукции при сохранении их высоких показателей качества.По своим основным свойствам отбеленный ХТММ сравним с беленой целлюлозой из дерева. Беленная ХТMM используется в составе таких продуктов, как: тонкие виды бумаги, суперкаландрированная бумага с легким покрытием, санитарно-гигиеническая бумага, картон, картон для упаковки жидких продуктов и другие виды картона и бумаги.

Применение ХТММ снижает себестоимость, улучшает показатели объемной массы и условия формования бумаги / картона. Химико-термомеханический процесс характеризуется незначительным воздействием на окружающую среду и низкими удельными капитальными затратами: до 60 тыс. долларов на 1 т вместо 300 тыс. долларов США на тонну суточной мощности целлюлозного комбината. Расчетный выход отбеленной ХТММ для бумаги составляет 91%, белизны - до 75% по ISO. Разрывная длина 5,5 - 7,5 км, сопротивление разрыву 7,8 - 9,8 мН ^ м / г.

Производство целлюлозы из мискантуса намного дешевле, чем из дерева, меньше энергозатрат, экологичнее (требуется в 10 меньше электричества и воды). Производство целлюлозы из мискантуса также значительно дешевле, чем производство целлюлозы из бумаги.