ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО
The article analyzes the current trends in the transition of biofuel production from the first generation to the second, when the main raw material is inefficient or unsuitable for industrial needs, as well as technologies and possible ways to increase their efficiency. The preliminary processing of...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
2025
|
| Online Zugang: | https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/649 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Thermophysics and Thermal Power Engineering |
Institution
Thermophysics and Thermal Power Engineering| _version_ | 1856543879357005824 |
|---|---|
| author | Obodovych, O. Ivanytskyi, G. Tselen, B. Radchenko, N. Gozhenko, L. |
| author_facet | Obodovych, O. Ivanytskyi, G. Tselen, B. Radchenko, N. Gozhenko, L. |
| author_sort | Obodovych, O. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-01T09:32:42Z |
| description | The article analyzes the current trends in the transition of biofuel production from the first generation to the second, when the main raw material is inefficient or unsuitable for industrial needs, as well as technologies and possible ways to increase their efficiency. The preliminary processing of raw materials before their enzymatic hydrolysis and fermentation has been identified as promising. Methods applied at this technological stage of production, their disadvantages, and the conditions for their further successful implementation have been analyzed. The steam explosion method was identified as the most perspective. It was also found that the main limiting factor for its further industrial implementation is the complexity of designing equipment capable of ensuring the nearly instantly removal of the product obtained after the steam explosion. Therefore, as an alternative, a method of discrete-pulse energy input, which is simpler to implement, has been proposed, the fundamental principles of which are incorporated into the operation of a rotor-pulsation apparatus. The structural features and operating principles of the proposed apparatus are described in detail, and it is demonstrated that the effects produced cannot be replicated using the steam explosion method, even with an increase in specific energy consumption. By comparing the proposed method with the steam explosion method, it established that the use of a rotor-pulsation apparatus increases the conversion degree by 1.2 to 1.7 times compared to steam explosion on the example of straw processing. The obtained results confirm the feasibility and appropriateness of using the discrete-pulse energy input method and rotor-pulsation apparatuses based on it for the pretreatment of lignocellulosic raw materials (e.g., corn stalks) prior to hydrolysis. In the future, the proposed equipment can be utilized in technologies for producing second-generation biofuels. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:10:14Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-649 |
| institution | Thermophysics and Thermal Power Engineering |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:10:14Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-6492026-01-01T09:32:42Z DISCRETE-PULSE ENERGY INPUT AS ALTERNATIVE METHOD OF STEAM EXPLOSION FOR PROCESSING LIGNIN-CONTAINING RAW MATERIALS INTO BIOFUELS ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО Obodovych, O. Ivanytskyi, G. Tselen, B. Radchenko, N. Gozhenko, L. The article analyzes the current trends in the transition of biofuel production from the first generation to the second, when the main raw material is inefficient or unsuitable for industrial needs, as well as technologies and possible ways to increase their efficiency. The preliminary processing of raw materials before their enzymatic hydrolysis and fermentation has been identified as promising. Methods applied at this technological stage of production, their disadvantages, and the conditions for their further successful implementation have been analyzed. The steam explosion method was identified as the most perspective. It was also found that the main limiting factor for its further industrial implementation is the complexity of designing equipment capable of ensuring the nearly instantly removal of the product obtained after the steam explosion. Therefore, as an alternative, a method of discrete-pulse energy input, which is simpler to implement, has been proposed, the fundamental principles of which are incorporated into the operation of a rotor-pulsation apparatus. The structural features and operating principles of the proposed apparatus are described in detail, and it is demonstrated that the effects produced cannot be replicated using the steam explosion method, even with an increase in specific energy consumption. By comparing the proposed method with the steam explosion method, it established that the use of a rotor-pulsation apparatus increases the conversion degree by 1.2 to 1.7 times compared to steam explosion on the example of straw processing. The obtained results confirm the feasibility and appropriateness of using the discrete-pulse energy input method and rotor-pulsation apparatuses based on it for the pretreatment of lignocellulosic raw materials (e.g., corn stalks) prior to hydrolysis. In the future, the proposed equipment can be utilized in technologies for producing second-generation biofuels. В статті представлено огляд сучасних методів попередньої підготовки малоефективної або непридатної для промислових потреб рослинної сировини для її наступного ферментативного гідролізу в технологіях виробництва біопалива. На основі проаналізованої інформації перспективним визначено метод парового вибуху, однак, складнощі пов’язані з конструктивним виконанням обладнання, суттєво стримують його подальше впровадження. Тому в якості альтернативи запропоновано простіший в реалізації метод дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ), основні принципи якого закладено в роботі роторно-пульсаційного апарата. Проведено порівняння пропонованого методу з методом парового вибуху та визначено, що використання роторно-пульсаційного апарата дозволяє підвищити ступінь біоконверсії в 1,2…1,7 рази у порівнянні з паровим вибухом. Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine 2025-09-30 Article Article application/pdf https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/649 10.31472/ttpe.3.2025.4 Thermophysics and Thermal Power Engineering; Vol 49 No 3 (2025): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 42-53 Теплофизика и Теплоэнергетика; Vol 49 No 3 (2025): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 42-53 Теплофізика та Теплоенергетика; Vol 49 No 3 (2025): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 42-53 2663-7235 uk https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/649/566 |
| spellingShingle | Obodovych, O. Ivanytskyi, G. Tselen, B. Radchenko, N. Gozhenko, L. ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО |
| title | ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО |
| title_alt | DISCRETE-PULSE ENERGY INPUT AS ALTERNATIVE METHOD OF STEAM EXPLOSION FOR PROCESSING LIGNIN-CONTAINING RAW MATERIALS INTO BIOFUELS |
| title_full | ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО |
| title_fullStr | ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО |
| title_full_unstemmed | ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО |
| title_short | ДИСКРЕТНО-ІМПУЛЬСНЕ ВВЕДЕННЯ ЕНЕРГІЇ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНИЙ МЕТОД ПАРОВОГО ВИБУХУ ПРИ ПЕРЕРОБЦІ ЛІГНІНОВМІСНОЇ СИРОВИНИ НА БІОПАЛИВО |
| title_sort | дискретно-імпульсне введення енергії як альтернативний метод парового вибуху при переробці лігніновмісної сировини на біопаливо |
| url | https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/649 |
| work_keys_str_mv | AT obodovycho discretepulseenergyinputasalternativemethodofsteamexplosionforprocessinglignincontainingrawmaterialsintobiofuels AT ivanytskyig discretepulseenergyinputasalternativemethodofsteamexplosionforprocessinglignincontainingrawmaterialsintobiofuels AT tselenb discretepulseenergyinputasalternativemethodofsteamexplosionforprocessinglignincontainingrawmaterialsintobiofuels AT radchenkon discretepulseenergyinputasalternativemethodofsteamexplosionforprocessinglignincontainingrawmaterialsintobiofuels AT gozhenkol discretepulseenergyinputasalternativemethodofsteamexplosionforprocessinglignincontainingrawmaterialsintobiofuels AT obodovycho diskretnoímpulʹsnevvedennâenergííâkalʹternativnijmetodparovogovibuhupripererobcílígnínovmísnoísirovininabíopalivo AT ivanytskyig diskretnoímpulʹsnevvedennâenergííâkalʹternativnijmetodparovogovibuhupripererobcílígnínovmísnoísirovininabíopalivo AT tselenb diskretnoímpulʹsnevvedennâenergííâkalʹternativnijmetodparovogovibuhupripererobcílígnínovmísnoísirovininabíopalivo AT radchenkon diskretnoímpulʹsnevvedennâenergííâkalʹternativnijmetodparovogovibuhupripererobcílígnínovmísnoísirovininabíopalivo AT gozhenkol diskretnoímpulʹsnevvedennâenergííâkalʹternativnijmetodparovogovibuhupripererobcílígnínovmísnoísirovininabíopalivo |