Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління
This study investigated an oxidative treatment method for apricot kernel shells (AKS) to extract their polysaccharide component for subsequent conversion into liquid biofuel. The aim was to overcome the inherent recalcitrance of lignocellulosic biomass by selectively removing lignin and enriching ce...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/798 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1860507105135427584 |
|---|---|
| author | Halysh, V.V. Trus, I.M. Kulik, T.V. Palianytsia, B.B. |
| author_facet | Halysh, V.V. Trus, I.M. Kulik, T.V. Palianytsia, B.B. |
| author_sort | Halysh, V.V. |
| baseUrl_str | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-08T12:55:28Z |
| description | This study investigated an oxidative treatment method for apricot kernel shells (AKS) to extract their polysaccharide component for subsequent conversion into liquid biofuel. The aim was to overcome the inherent recalcitrance of lignocellulosic biomass by selectively removing lignin and enriching cellulose content - critical steps for efficient enzymatic hydrolysis. The AKS were treated in an acetic acid medium with hydrogen peroxide under varied conditions, and the resulting substrates were analyzed for yield, cellulose, and lignin content. Mathematical modeling, using regression equations with statistically significant coefficients, accurately described the changes in substrate properties depending on the treatment parameters. Optimization of this multi-criteria process using a generalized Harrington desirability function identified 9% hydrogen peroxide and 120 minutes of treatment as optimal parameters, yielding a composite desirability value of 0.7966. Under these conditions, the obtained substrate exhibited a 50.1% recovery, 54.4% cellulose, and 12.4% lignin, closely matching theoretical predictions. Visual and IR spectroscopic analyses confirmed the efficiency of the treatment: the processed substrate (AKS-S) displayed a lighter color, indicating reduced lignin and increased cellulose content compared to raw AKS. IR spectra further revealed significant lignin removal and degradation of low-molecular-weight hemicelluloses, which is advantageous as it minimizes the formation of inhibitory byproducts during enzymatic hydrolysis. The treatment also doubled the specific surface area and increased porosity six-fold, improving enzyme accessibility. These findings underscore the potential of this oxidative treatment as an effective pretreatment strategy for converting agricultural waste into a high-quality substrate for biofuel production. |
| doi_str_mv | 10.15407/hftp17.01.155 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:50Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-798 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:44Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7982026-03-08T12:55:28Z Apricot kernel shells as a feedstock for second-generation biofuel Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління Halysh, V.V. Trus, I.M. Kulik, T.V. Palianytsia, B.B. apricot kernel shell bioconversion pretreatmen cellulose biofuel шкаралупи абрикосових кісточок біоконверсія попередня обробка целюлоза біопаливо This study investigated an oxidative treatment method for apricot kernel shells (AKS) to extract their polysaccharide component for subsequent conversion into liquid biofuel. The aim was to overcome the inherent recalcitrance of lignocellulosic biomass by selectively removing lignin and enriching cellulose content - critical steps for efficient enzymatic hydrolysis. The AKS were treated in an acetic acid medium with hydrogen peroxide under varied conditions, and the resulting substrates were analyzed for yield, cellulose, and lignin content. Mathematical modeling, using regression equations with statistically significant coefficients, accurately described the changes in substrate properties depending on the treatment parameters. Optimization of this multi-criteria process using a generalized Harrington desirability function identified 9% hydrogen peroxide and 120 minutes of treatment as optimal parameters, yielding a composite desirability value of 0.7966. Under these conditions, the obtained substrate exhibited a 50.1% recovery, 54.4% cellulose, and 12.4% lignin, closely matching theoretical predictions. Visual and IR spectroscopic analyses confirmed the efficiency of the treatment: the processed substrate (AKS-S) displayed a lighter color, indicating reduced lignin and increased cellulose content compared to raw AKS. IR spectra further revealed significant lignin removal and degradation of low-molecular-weight hemicelluloses, which is advantageous as it minimizes the formation of inhibitory byproducts during enzymatic hydrolysis. The treatment also doubled the specific surface area and increased porosity six-fold, improving enzyme accessibility. These findings underscore the potential of this oxidative treatment as an effective pretreatment strategy for converting agricultural waste into a high-quality substrate for biofuel production. У цьому дослідженні було вивчено метод окисної обробки шкаралупи абрикосових кісточок (ШАК) з метою вилучення її полісахаридних компонентів для подальшої конверсії в рідке біопаливо. Метою було подолання притаманної лігноцелюлозній біомасі стійкості за рахунок селективного видалення лігніну та збагачення целюлозою – критично важливих етапів для ефективного ферментного гідролізу. ШАК обробляли в середовищі оцтової кислоти з перекисом водню за різних умов, після чого отримані субстрати аналізували на вихід, вміст целюлози та лігніну. Математичне моделювання із застосуванням рівнянь регресії зі статистично значущими коефіцієнтами точно описують зміни властивостей субстрату залежно від параметрів обробки. Оптимізація багатокритеріального процесу за допомогою узагальненої функції бажаності Харінгтона дозволила визначити оптимальні параметри: 9 % перекис водню та 120 хвилин обробки, що дало узагальнену бажаність на рівні 0,7966. За цих умов отриманий субстрат мав вихід 50,1 %, вміст целюлози 54,4 % і лігніну 12,4 %, що добре узгоджується з теоретичними прогнозами. Візуальний аналіз і ІЧ-спектроскопія підтвердили ефективність обробки: оброблений субстрат (ШАК-S) мав світліше забарвлення, що свідчить про зниження вмісту лігніну та підвищення вмісту целюлози порівняно з необробленим ШАК. ІЧ-спектри також засвідчили значне видалення лігніну та деградацію низькомолекулярних геміцелюлоз, що є позитивним фактором, оскільки зменшує утворення інгібуючих побічних продуктів під час ферментативного гідролізу. Обробка також подвоїла питому площу поверхні та збільшила пористість у шість разів, що покращує доступність субстрату для ферментів. Отримані результати підтверджують перспективність застосування окиснювальної обробки як ефективної стратегії підготовки лігноцелюлозної біомаси до виробництва біопалива Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2026-02-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/798 10.15407/hftp17.01.155 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 17 No. 1 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 155-162 Химия, физика и технология поверхности; Том 17 № 1 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 155-162 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 17 № 1 (2026): Хімія, фізика та технологія поверхні; 155-162 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp17.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/798/841 Copyright (c) 2026 V.V. Halysh, I.M. Trus, T.V. Kulik, B.B. Palianitsia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | шкаралупи абрикосових кісточок біоконверсія попередня обробка целюлоза біопаливо Halysh, V.V. Trus, I.M. Kulik, T.V. Palianytsia, B.B. Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| title | Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| title_alt | Apricot kernel shells as a feedstock for second-generation biofuel |
| title_full | Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| title_fullStr | Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| title_full_unstemmed | Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| title_short | Шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| title_sort | шкаралупи абрикосових кісточок як сировина для біопалива другого покоління |
| topic | шкаралупи абрикосових кісточок біоконверсія попередня обробка целюлоза біопаливо |
| topic_facet | apricot kernel shell bioconversion pretreatmen cellulose biofuel шкаралупи абрикосових кісточок біоконверсія попередня обробка целюлоза біопаливо |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/798 |
| work_keys_str_mv | AT halyshvv apricotkernelshellsasafeedstockforsecondgenerationbiofuel AT trusim apricotkernelshellsasafeedstockforsecondgenerationbiofuel AT kuliktv apricotkernelshellsasafeedstockforsecondgenerationbiofuel AT palianytsiabb apricotkernelshellsasafeedstockforsecondgenerationbiofuel AT halyshvv škaralupiabrikosovihkístočokâksirovinadlâbíopalivadrugogopokolínnâ AT trusim škaralupiabrikosovihkístočokâksirovinadlâbíopalivadrugogopokolínnâ AT kuliktv škaralupiabrikosovihkístočokâksirovinadlâbíopalivadrugogopokolínnâ AT palianytsiabb škaralupiabrikosovihkístočokâksirovinadlâbíopalivadrugogopokolínnâ |