Zwiększanie bezpieczeństwa środowiska dzięki nowym sposobom wykorzystania skrobi i zbóż w przemyśle niespożywczym

• Autorzy: Ciesielski W.

Warianty tytułu

EN

New ways of non-food using of starch and grains in the in increasing the environment safety

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wobec limitów na produkcję żywności nałożonych na Polskę przez Unię Europejską, wykorzystanie płodów rolnych do celów inżynierii środowiska może być korzystne dla krajowego rolnictwa i gałęzi przemysłu współpracujących z rolnictwem. Obecny stan techniki i znane technologie pozwalają otrzymać z roślin i materiału roślinnego zawierającego sacharydy i polisacharydy szereg podstawowych materiałów dla przemysłu chemicznego. Cennym surowcem mogą być też hemicelulozy i celuloza oraz rośliny zawierające te polisacharydy. Efektem poznawczym są badania dotyczące wykorzystania słomy różnego pochodzenia botanicznego (jęczmienia, owsa, pszenicy, pszenżyta, żyta) jako źródła biopaliw poprzez degradację do gazu syntezowego i karbonizatu. Zostały przeprowadzone badania przy użyciu analizy termicznej DSC/TG oraz TGA/SDTA/QMS mające na celu dobór najlepszych warunków procesu otrzymywania karbonizatów oraz składu jakościowego wydzielanych gazów, a także badania przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego mające na celu określenie budowy sfery koordynacyjnej wokół dodanego jonu metalu. Produkty otrzymane w wyniku termicznego rozkładu biomasy i ich wykorzystanie jako kolektorów jonów metali, dodatków do płuczek wiertniczych oraz w produkcji biopaliw może spowodować poprawę bezpieczeństwa energetycznego oraz poprawę bezpieczeństwa środowiska naturalnego.

EN

The interaction of polysaccharides and cereal grains with transition metal ions is of a biochemical importance, mostly due to the presence of those complexes in biological systems. Metal polysaccharide chemistry plays a crucial role in crosslinking of various biomolecules, and formed polysaccharide/metal complexes are promising for various application, e.g. as drilling muds, heavy metal collectors and material for production of carbonizate and gaseous substances allowing preparation of second generation biofuels. In the study of cereal/metal complexes, the thermogravimetric measurements were also made in order to explain the influence of metal salts on thermal decomposition of barley, oat, rye, triticale, and wheat grains in aspect of their applications for biofuels production. In investigation of polysaccharide/metal complexes, mainly concerning their conductivity as well as thermal stability and rheological properties, a special attention was paid to interactions of transition metal salts with potato, amarantus and cassava starch, potato amylose and potato as well as corn amylopectin.

Słowa kluczowe

PL

zboże; kompleks; metal; polisacharydy; gleba

EN

cereal; complex; metal; polysaccharides; soil

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego im. Jana Długosza w Częstochowie
• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Edukacja Techniczna i Informatyczna
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 7
• Strony: 21--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 64 poz.

Twórcy

autor

Ciesielski W.

• Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie

Bibliografia

• [1] Tomasik P., Polisacharydy a ekologia, Chem. Inz. Ekol., 6, 831-838, 1999.
• [2] Tomasik P., Fiedorowicz M., Para A., Novelties in chemical modification of starch. Starch: Progress in structural studies, modifications and applications, eds: P. Tomasik, V.P. Yuryev, E. Bertoft, Polish Society of Food Technologists, Ch. 24, Cracow 2004.
• [3] Klepacki B., Wybrane pojęcia z zakresu organizacji gospodarstw, produkcji i pracy w rolnictwie, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 1998.
• [4] Tomasik P., Schilling C., Starch complexes. Part I. Complexes with inorganic guests, Adv. Carbohydr. Chem. Biochem., 53, 263, 1998.
• [5] Tomasik P., Schilling C., Starch complexes. Part II. Complexes with organic guests., Adv. Carbohydr. Chem. Biochem., 53, 346, 1998.
• [6] Sikora M., Schilling C., Tomasik P., Li C.Y., Dextrin plasticizers for aqueous colloidal processing of alumina, J. Eur. Ceramic Soc., 22, 625, 2002.
• [7] Stańko S., Bojańczyk E., Rynek zbożowy, [w:] Strategiczne opcje dla polskiego sektora agrobiznesu w świetle analiz ekonomicznych, red. E. Majewski, G. Dalton. SGGW, Warszawa 2000.
• [8] Lii C.Y., Tomasik P., Hung W.L., Yen M.T., Lai V., Granular starches as dietary fibers and natural microcapsules, Int. J. Food Chem. Technol., 38, 677, 2003.
• [9] Tomasik P., Schilling C.H., Shepardson S., Starch and Starch Derivatives, (Eds, V.P. Yuryev, P. Tomasik, H. Ruck), Nova Science Publ., New York 2003.
• [10] Muetgeert J., The fractionation of starch, Adv. Carbohydr. Chem., 16, 299, 1962.
• [11] Waigh T., Donald A., Heidelbach F., Riekel C., Gidley M., Analysis of the native structure of starch granules with small angle x-ray microfocus scattering, Biopolym., 49, 91, 1999.
• [12] Gyurcsik B., Nagy L., Carbohydrates as ligands: coordination equilibria and structure of metal complexes, Coord. Cem. Rev., 203, 81, 2000.
• [13] Nagy L., Burger K., Kürti J., Mostafa M.A., Korecz L., Kiricsi I., Iron(III) complexes of sugar-type ligands, Inorg. Chim. Acta, 124, 55, 1986.
• [14] Preiss J., From glycogen to amylopectin, Carbohydr. Eur., 15, 11, 1996.
• [15] Gyurcsik B., Gajda T., Nagay L., Burger K., Rockenbauer A., Korecz L., Proton, copper(II) and nickel(II) complexes of some Amadori rearrangement products of D-glucose and amino acids, Inorg. Chim. Acta, 57, 214, 1993.
• [16] Debon S.J.J., Taster R.T., In vitro binding of calcium, iron and zinc by non-starch polysaccharides, Food Chem., 73, 401, 2001.
• [17] Hippleheuser A., Landberg L., Turnak F., A system approach to formulating a low-fat muffin, Food Technol., 3, 92, 1995.
• [18] Jenkins P., Donald A., Application of small-angle neutron scattering to the study of the structure of starch granules, Polymer., 37, 5559, 1996.
• [19] Yang L., Tian W., Zhao Y., Jin X., Weng S., Wu J., Xu G., Sugar interaction with metal ions., J. Inorg. Biochem., 83, 161, 2001.
• [20] Bandwar R., C. Rao, Transition-metal-saccharide chemistry: synthesis and characterisation of D-galactose, D-fructose, D-glucose, D-xylose, D-ribose and maltose complexes of Mn(II), Carbohydr. Res., 287, 157, 1996.
• [21] Bandwar R., Rao Ch., Transition-metal saccharide chemistry: synthesis and characterization of d-glucose, D-fructose, D-galactose, D-xylose, D-ribose, and maltose complexes of Ni(II), Carbohydr. Res., 297, 341, 1996.
• [22] Gajda T., Gyurcsik B., Jakush T., Burger K., Henry B., Delpuech J., Coordination chemistry of polyhydroxy acids: role of hydroxy groups, Inorg. Chim. Acta, 275, 130, 1998.
• [23] Burger K., Nagy L., Biocoordination chemistry: coordination equilibria in biologically active systems, Ellis Horwood, London, 236 (1990)
• [24] Pellerito L., Nagy L., Organotin(IV)n+ complexes formed with biologically active ligands: equilibrium and structural studies, and some biological aspects, Coord. Chem. Rev., 224, 111, 2002.
• [25] Saladini M., Menabue L., Ferrari E., Sugar complexes with metal2+ ions: thermodynamic parameters of associations of Ca2+, Mg2+ and Zn2+ with galactaric acid, Cabohydr. Res., 336, 55, 2001.
• [26] Hegetschweiler K., Schmalle H., Streit H., Schneider W., Synthesis and structure of a novel hexanuclear iron(III) complex containing six terminal and twelve bridging alkoxo groups and one mu6-oxo bridge, Inorg. Chem., 29, 3625, 1990.
• [27] Ciesielski W., Koziol J.J., Tomasik P., Effect of mineral salts on thermal homolytic decomposition of starch, Pol J. Food Nutr. Sci., 10, 37, 2001.
• [28] Lii C.Y., Tomasik P., Yen M.T., Lai V.M.-F., Re-examination of the interactions between starch and salts of metals from the non-transition groups, Int. J. Food. Sci. Technol., 36, 321, 2001.
• [29] Ciesielski W ., Kozioł J.J., Tomasik P., Complexes of amaranthus starch with selected metal salts and their thermolysis, Thermochim. Acta, 403, 161, 2003.
• [30] Ciesielski W., Tomasik P., Coordination of cassava starch to metal ions and thermolysis of resulting complexes, Bull. Chem. Soc. Ethiopia, 17, 155, 2003.
• [31] Ciesielski W., Tomasik P., Complexes of amylose and amylopectins with transition metal salts and their thermal properties, J. Inorg. Biochem., 98, 2039, 2004.
• [32] Ciesielski W., Tomasik P., Werner - type metal complexes of potato starch, Int. J. Food Sci. Technol., 39, 691, 2004.
• [33] Ciesielski W., Tomasik P., Lii C.Y., Yen M.T., Interactions of starch with salts of metals from the transition groups, Carbohydr. Polym., 51, 47, 2003.
• [34] Ciesielski W., Tomasik P., Metal complexes of xanthan gum, EJPAU, 11, 25, 2008.
• [35] Ciesielski W., Complexes of anionic polysaccharides with metal salts. Part II: Kappa carrageenan, J. Food, Agr. Env., 2(1), 17, 2004.
• [36] Ciesielski W., Complexes of anionic polysaccharides with metal salts. Part III: Iota carrageenan, J. Food, Agr. Env., 2(1), 26, 2004.
• [37] Ciesielski W., Complexes of anionic polysaccharides with metal salts. Part IV: Lambda carrageenan, J. Food, Agr. Env., 2(1), 33, 2004.
• [38] Leszczyński W., Properties of potato starch saturated with ferric salts, Acta Aliment. Pol., 11, 21,1985.
• [39] Kapuśniak J., Ciesielski W., Kozioł J.J., Tomasik P., Starch based depressors for selective flotation of metal sulfide ores, Starch/Staerke, 51, 416, 1999.
• [40] Sikora M., Schilling C., Tomasik P., Li C.Y., Dextrin plasticizers for aqueous colloidal processing of alumina, J. Eur. Ceramic Soc., 22, 625, 2002.
• [41] Ciesielski W., Cereal grains as source for syngas, EJPAU, 12(2), #14, 2009.
• [42] Marusza K., Tomasik P., Aluminium and arsenic(III) starchates, Starch/Staerke, 46, 13, 1994.
• [43] Baran W., Tomasik P., Sikora M., Anderegg J., Thallium(I) starchate, Carbohydr. Polym., 32, 209, 1997.
• [44] Carter M.R., Stewart B.A. (Eds.), Structure and Organic Matter Storage in Agricultural Soils. Lewis/CRC Press, Baco Raton, FL, 477 pp. 55, 1996.
• [45] Ciesielski W., Krystyjan M., Starch - metal complexes and their rheology, E-Polymers, 137, 2009.
• [46] CiesielskiW., Quantum-mechanical simulation of the structure and stability of starch - metal cation complexes, E-Polymers, 092, 2009.
• [47] Ciesielski W., Sikora M., Krystyjan M., Tomasik P., Quantitative studies on coordination of starches and their polysaccharides to the transition metal atoms and its consequences, Starch. Recent Progress in Biopolymer and Enzyme Technology, Ed. Tomasik P., Yuryev V. P., Bertoft E., 183, 2008.
• [48] Wojnar K., Wiertnictwo - Technika i Technologia, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa-Kraków 1997.
• [49] Zgłoszenie patentowe, Sposób krótkoterminowej stabilizacji gruntów, Bieganowski A., Ryżak M., Ciesielski W. (2009).
• [50] Ciesielski W., Study of polysaccharides thermal stability in the aspect of their future applications, w: Macrocyclic Chemistry: New Research Developments, Ed. Dániel W. Fitzpatrick and Henry J. Ulrich, Nova Science Publishers, zaakceptowane do druku (2010), ISBN: 978-1-60876-896-7
• [51] Jasiewicz C. ,Buczek J., Zawartość metali ciężkich w glebie i pszenicy narażonej na wpływ zanieczyszczeń komunikacyjnych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 2000, (472), 341-347.
• [52] Ciesielski W., Bieganowski A., Soil stabilization by polisaccharides, Eur. J. Soil Sci., praca wysłana (2010).
• [53] Herczak M., Sawicka-Żukowska R., Jędrychowska B., Płuczki do wiercenia otworów hydrogeologicznych, Tech. Poszuk. Geol., 3, 33, 1989.
• [54] Bielewicz D., Światowe tendencje w zakresie wykorzystania syntetycznych związków wielkocząsteczkowych do płuczek wiertniczych, Zesz. Nauk. AGH Wiertnictwo, Nafta, Gaz, 7, 137, 1990.
• [55] Carter M. R., Stewart B. A. (Eds.), Structure and Organic Matter Storage in Agricultural Soils. Lewis/CRC Press, Baco Raton, FL, 477 pp. 55, 1996.
• [56] Bronick C., Lal R., Soil structure and management: a review, Geoderma, 124, 3, 2005.
• [57] Greenland D.J., The adsorption of sugars by montmorillonite. II. Chemical studies, J. Soil Sci., 7, 329, 1956.
• [58] Öztürk H.S., Türkmen C., Erdogan E., Baskan O., Dengiz O., Parlak M., Effects of a soil conditioner on some physical and biological features of soils: results from a greenhouse study, Biores. Techn., 96, 1950, 2005.
• [59] Tomasik P., Wiejak S., Palasinski M., The Thermal Decomposition of Carbohydrates. Part II., Adv. Carbohydr. Chem. Biochem., 47, 279, 1989.
• [60] Kobyłecki R., Bis Z., Nowak W., Paliwo z biomasy i paliw alternatywnych-konwersja energii, Czysta Energia 3/2005.
• [61] Wandrasz J.W., Paliwa formowane - biopaliwa I paliwa z odpadów w procesach termicznych, Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa 2006.
• [62] Kalina J., Wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu w układach rozproszonych małej mocy, zintegrowanych ze zgazowaniem biomasy, Gosp. Paliw. Energ., 11-12, 2004.
• [63] Ruck H., Starch: From starch containing sources to isolation of starches and their applications, Nova Science Publ., New York 2003.
• [64] Ciesielski W., The use of cereal straws in the production of biofuels, praca w przygotowaniu do druku (2010).