Inorganic compounds of sunflower stems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper presents the results of studying the inorganic components of sunflower stems. The test objects are the extracts obtained at different pH values of the medium and ash samples before and after treatment of stems with water, acid, and alkali. The results show that the nature of the extractant has a negligible effect on the yield of extractive substances from the crushed stems. According to atomic absorption analysis, the main ions in extracts obtained in different media are potassium, calcium, magnesium, and sodium ions. The mass fraction of ash after treatment of stems with solutions at different pH values varies from 0.5 to 5.2%. The lowest ash yield is characterized by a sample of stems after acid extraction. According to energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy, all ash samples contain mainly K, Ca, Mg, and P compounds. The ash components of the core and outer part of the stem were also studied in comparison with the original sample. The ash content of the stem core (9.3%) is higher than that of the outer shell (7.4%). The IR spectroscopy shows that the nature of band splitting in the IR spectra of the ash samples practically does not depend on the stem part and the pretreatment of raw materials at different pH values. Absorption bands characteristic of carbonates and silicates are observed in the IR spectra of the stem ash. According to X-ray diffraction analysis, the studied ash samples are in a crystalline state.

About the authors

A. V. Kovekhova

Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences; Far Eastern Federal University

Email: kovekhova.av@dvfu.ru

O. D. Arefieva

Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences; Far Eastern Federal University

Email: arefeva.od@dvfu.ru

L. A. Zemnukhova

Institute of Chemistry Far-Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: zemnukhova@ich.dvo.ru

D. A. Samokhina

Far Eastern Federal University

Email: samokhina.da@students.dvfu.ru

References

  1. Васильев Д.С. Подсолнечник. М.: Агропромиздат, 1990. 173 с.
  2. Забарный Г.Н., Клюс С.В., Довженко Д.С. Использование растительных отходов для производства энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2011. N 8. С. 100–106.
  3. Зубко В.Н., Соколик С.П. Анализ технологий и технических средств для использования отходов производства подсолнечника в качестве биотоплива // Инженерия природопользования. 2017. N 1. С. 6–10.
  4. Brazil O.A., Vilanova-Neta J.L., Silva N.O., Vieira I.M.M., Lima Á.S., Ruzene D.S., et al. Integral use of lignocellulosic residues from different sunflower accessions: analysis of the production potential for biofuels // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 221. P. 430– 438. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.274.
  5. Xu M., Qi M., Goff H.D., Cui S.W. Polysaccharides from sunflower stalk pith: chemical, structural and functional characterization // Food Hydrocolloids. 2020. Vol. 100. P. 105082. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.04.053.
  6. Типсина Н.Н., Комарова О.Ю., Струпан Е.А. Технологические особенности пектиносодержащего сырья // Вестник КРАСГАУ. 2008. N 1. С. 253–259.
  7. Caparros S., Ariza J., Lopez F., Nacimiento J.A., Garrote G., Jiménez L. Hydrothermal treatment and ethanol pulping of sunflower stalks // Bioresource Technology. 2008. Vol. 99, no. 5. P. 1368–1372. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.045.
  8. Astanakulov K.D., Karshiev F.U., Tursunov S.C., Gapparov S.H. The use of sunflower stalks as animal feed // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. 2019. Vol. 6, no. 12. P. 11992–11994.
  9. Nargotra P., Sharma V., Gupta M., Kour S., Bajaj B.K. Application of ionic liquid and alkali pretreatment for enhancing saccharification of sunflower stalk biomass for potential biofuel-ethanol production // Bioresource Technology. 2018. Vol. 267. P. 560–568. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.07.070.
  10. Manmai N., Unpaprom Y., Ramaraj R. Bioethanol production from sunflower stalk: application of chemical and biological pretreatments by response surface methodology (RSM) // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. N 11. P. 1759–1773. https://doi.org/10.1007/s13399-020-00602-7.
  11. Brouard Y., Belayachi N., Hoxha D., Ranganathan N., Méo S. Mechanical and hygrothermal behavior of clay – Sunflower (Helianthus annuus) and rape straw (Brassica napus) plaster bio-composites for building insulation // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 161. P. 196–207. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.140.
  12. Papadopoulos A.N., Kyzas G.Z., Mitropoulos A.C. Lignocellulosic composites from acetylated sunflower stalks // Applied Sciences. 2019. Vol. 9, no. 4. P. 646. https://doi.org/10.3390/app9040646.
  13. Liu F., Xia L., Zhang L., Guo F., Zhang X., Yu Y., et al. Sunflower-stalk-based solar-driven evaporator with a confined 2D water channel and an enclosed thermal-insulating cellular structure for stable and efficient steam generation // ACS Applied Materials & Interfaces. 2021. Vol. 13, no. 46. P. 55299–55306. https://doi.org/10.1021/acsami.1c20747.
  14. Su X., Hao D., Sun M., Wei T., Xu D., Ai X., et al. Nature sunflower stalk pith with zwitterionic hydrogel coating for highly efficient and sustainable solar evaporation // Advanced Functional Materials. 2022. Vol. 32, no. 6. P. 2108135. https://doi.org/10.1002/adfm.202108135.
  15. Khajevand M., Azizian S., Jaleh B. A bio-based 3D evaporator nanocomposite for highly efficient solar desalination // Separation and Purification Technology. 2022. Vol. 284. P. 120278. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.120278.
  16. Свергузова С.В., Локтинова Е.В. Влияние щелочной обработки на сорбционные свойства биомассы подсолнечника // Рациональное использование природных ресурсов и переработка техногенного сырья: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, химия и биотехнологии: материалы Междунар. науч.-техн. конф. (г. Алушта – Белгород, 01–05 июня 2020 г.). Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2020. С. 169–172.
  17. Sun G., Xu X. Sunflower stalks as adsorbents for color removal from textile wastewater // Industrial & Engineering Chemistry Research. 1997. Vol. 36, no. 3. P. 808–812. https://doi.org/10.1021/ie9603833.
  18. Jalali M., Aboulghazi F. Sunflower stalk, an agricultural waste, as an adsorbent for the removal of lead and cadmium from aqueous solutions // Journal of Material Cycles and Waste Management. 2013. Vol. 15. P. 548– 555. https://doi.org/10.1007/s10163-012-0096-3.
  19. Jain M., Garg V.K., Kadirvelu K. Chromium(VI) removal from aqueous system using Helianthus annuus (sunflower) stem waste // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 162, no. 1. P. 365–372. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.05.048.
  20. Feizi M., Jalali M. Removal of heavy metals from aqueous solutions using sunflower, potato, canola and walnut shell residues // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2015. Vol. 54. P. 125–136. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.03.027.
  21. Khosrowshahi E.M., Razmi H. Application of sunflower stalk-carbon nitride nanosheets as a green sorbent in the solid // Journal of Separation Science. 2018. Vol. 41, no. 9. P. 2020–2028. https://doi.org/10.1002/jssc.201701248.
  22. Ковехова А.В., Арефьева О.Д., Диденко Н.А., Земнухова Л.А. Состав неорганических компонентов стеблей топинамбура // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2021. Т. 11. N 2. С. 299–309. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2021-11-2-299-309.
  23. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Изд-во Московского университета, 1977. 174 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».