Production of Furfural from Industrial Hemp Shives in the Pretreatment Stage of a Biorefinery System

Darbā veikta alumīnija sulfāta ietekmes izpēte uz industriālās kaņepes (Cannabis sativa L.) spaļu hemicelulozes daļas atšķelšanu un pentožu konversiju furfurolā hidrolīzes procesa laikā. Mainot hidrolīzes procesa temperatūru (no 140–180 °C) alumīnija sulfāta daudzumu (0–7 %, rēķinot uz absolūti sausu masu) un apstrādes ilgumu (30–90 min), pētījuma laikā ir izdevies panākt, ka no kaņepju spaļiem var iegūt gan augstu furfurola iznākumu (67,8 kg no vienas absolūti sausas tonnas), gan saglabāt celulozi cietajā atlikumā (99,7 % no sākotnējā daudzuma) tālākai pārstrādei. Piemēram, no vienas absolūti sausas tonnas šāda cietā atlikuma varētu iegūt 307 L etanola, kas ir līdzvērtīgs tam daudzumam, ko var iegūt no kviešu graudiem. Tā rezultātā var apgalvot, ka pētījuma ietvaros ir izstrādāts jauns videi un iekārtām draudzīgāks hidrolīzes procesa paņēmiens, kas ļauj integrēt furfurola ražošanas procesu biorafinēšnas sistēmā. Izmantojot augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfu, iegūtajā hidrolizātā bez furfurola ir noteikti un kvantificēti arī tādi savienojumi kā etiķskābe, 5-hidrokismetilfurfurols, levulīnskābe un skudrskābe. Starp šiem savienojumiem etiķskābe ir izveidojusies visvairāk. Etiķskābes daudzums, ko var iegūt paralēli furfurolam, ir 51,4 kg no vienas absolūti sausas tonnas kaņepju spaļu. Turklāt šo etiķskābi var izmantot pārtikā, kas tai piešķir lielāku vērtību. Līdz ar to ir dots risinājums kaņepju spaļu lietderīgai izmantošanai un biorafinēšanas sistēmas diversificēšanai, kur ievērots kaskādes princips – biomasa primāri tiek izmantota augstvērtīgāka produkta ieguvei, kam seko mazvērtīgāka produkta ieguve.