Размер шрифта
Цвета сайта
Изображения

Поиск

Обычная версия сайта

Home » Misc » Состав пука

Состав пука


Метеоризм: норма и патология | #02/08

Желудочно-кишечный тракт человека, помимо твердых и жидких компонентов, в достаточно значимых объемах содержит компонент газообразный. Газы кишечника распределены в более или менее плотной массе химуса и заключены в пузырьки различных размеров с оболочками из слизи. Повышенное содержание газов в кишечнике и связанные с ним клинические расстройства входят в понятие «метеоризм». Увеличение объема кишечных газов может приводить к симптоматике, доставляющей пациенту весьма ощутимый дискомфорт в виде чувства распирания в животе, урчания и болей. Также могут наблюдаться увеличение живота, учащенное отхождение газов. Выраженный метеоризм может нарушать обычный образ жизни человека, существенно влиять на его психическое состояние, приводить к беспокойству, тревоге и даже депрессии. У детей первого года жизни метеоризм способен привести к нарушению сна, питания ребенка, оказать влияние на психомоторное и физическое развитие.

В норме, в кишечнике взрослого человека содержится около 200 мл различных газов. Состав этих газов весьма вариабельный: в их число входят азот (11–92%), кислород (до 11%), углекислый газ (до 50%), водород (до 10%), метан (до 60%), сероводород (до 30%). аммиак и некоторые другие.

Относительно большая часть газов попадает в кишечник в процессе глотания, в т. ч. азот, кислород и углекислый газ. Увеличение газов в кишечнике может быть связано с повышенным заглатыванием воздуха (аэрофагия) во время еды, чему способствует торопливый прием пищи, разговоры во время еды, питье через соломинку и жевание жевательной резинки. Большое количество углекислого газа поступает в желудочно-кишечный тракт с газированными напитками. Некоторое количество углекислого газа может образовываться в желудке в результате реакции карбонатов пищи с соляной кислотой желудочного содержимого. У детей первых месяцев жизни заглатывание повышенных объемов воздуха во время кормления наблюдается часто и связано с недостаточной зрелостью нервной системы и не до конца сформированным рефлексом глотания (особенно у детей недоношенных и незрелых к моменту рождения), что может стать причиной срыгиваний и даже обильной рвоты только что съеденной пищей. Перинатальные нарушения со стороны центральной нервной системы также способствуют дискинезии органов пищеварения, одним из проявлений которой может быть аэрофагия. В связи с этим для того, чтобы лишний воздух мог выйти из желудка, не захватывая с собой его содержимого, грудных детей после кормления рекомендуется некоторое время держать в вертикальном положении. Аэрофагия, обусловленная особенностями питания, является относительно физиологической и достаточно легко корригируется. В то же время аэрофагия как симптом серьезного заболевания нервной системы и/или органов пищеварения может потребовать как серьезного обследования, так и длительного лечения.

Большая часть газов из желудка вместе с пищей поступает в кишечник.

Второй важный источник кишечных газов — метаболическая активность микроорганизмов кишечника, наиболее активно представленная в толстой кишке. Преобладающая в кишечнике в нормальных условиях сахаролитическая микрофлора в значительной степени для своих энергетических потребностей утилизирует не переваренные и не всосавшиеся в тонкой кишке углеводы. В первую очередь, речь идет о пищевых волокнах и некоторых олиго- и дисахаридах. В результате процессов брожения микроб получает АТФ, а окружающая его среда (т. е. кишечное содержимое) ряд метаболитов, в т. ч. газообразных.

Так, в результате гомоферментативного молочнокислого брожения, характерного для лактобактерий и стрептококков толстой кишки, преимущественно образуется молочная кислота (до 90%), углекислый газ, водород, вода. Гетероферментативное молочнокислое брожение, при котором, помимо молочной кислоты, образуются и другие метаболиты (в т. ч. уксусная кислота), присуще бифидобактериям. Спиртовое брожение, ведущее к образованию углекислого газа и этанола, является побочным метаболическим путем у некоторых представителей лактобактерий и клостридий. Отдельные штаммы Escherichia coli и клостридий получают энергию в результате муравьино-кислого, пропионово-кислого, масляно-кислого, ацетонобутилового или гомоацетатного видов брожения. При этом летучие жирные кислоты, углекислый газ, водород и вода образуются при всех вариантах брожения. Органические кислоты утилизируются макроорганизмами, углекислый газ в большой степени преобразуется другими микроорганизмами в ацетат, водород, в основном, всасывается и выводится через легкие. Повышенное выведение водорода с выдыхаемым воздухом наблюдается при увеличении микробной популяции или при повышении ее сахаролитической активности, например, при лактазной недостаточности.

В небольших количествах в кишечнике может образовываться метан. Его наличие в составе кишечных газов свидетельствует о присутствии в кишечном микробиоценозе Methanobrevibacter smithii. Микробный метаболизм серосодержащих соединений, в первую очередь, белков (в частности, белков слизи) обуславливает присутствие сероводорода, однако большие его концентрации связаны с избыточной активностью протеолитической флоры, нередко как следствие нарушения процессов переваривания и всасывания в тонкой кишке и поступления непереваренных белков в толстую кишку. Также в результате микробного метаболизма белков образуется аммиак, который легко диффундирует через кишечную стенку в кровь портальной системы и, в основном, задерживается печенью. Нормальная кишечная микрофлора способствует снижению процессов диффузии аммиака в кровь, снижая рН в просвете толстой кишки, в результате чего аммиак ионизируется с образованием ионов аммония, которые связываются в соли и выводятся с калом.

Наконец, некоторое количество газов поступает в просвет кишечника из крови, однако объемы их относительно невелики.

Газ, содержащийся в кишечнике, в основном эвакуируется через анальное отверстие, хотя некоторое его количество всасывается в кровь и выводится через легкие или утилизируется организмом. Взрослый здоровый человек per ani выделяет 0,2–2,5 л газов за 5–15 пассажей в сутки [1, 2].

Основной причиной повышенного содержания газов в кишечнике является повышенная метаболическая активностью кишечной микрофлоры. Среди физиологических причин данного феномена следует отметить употребление богатых клетчаткой продуктов растительного происхождения, а также изюма, бобов, гороха, чёрного хлеба, кваса, пива. Также газообразование увеличивается при многих патологических состояниях, приводящих к нарушению состава кишечного микробиоценоза.

Повышенное содержание газов в кишечнике ведет к растяжению кишечника, стимулирует тем самым перистальтику, вызывая болевую симптоматику. В то же время четкой корреляции между содержанием газов в кишечнике и клиническими проявлениями метеоризма не наблюдается, что связано со значительной индивидуальной вариабельностью интерорецепции. У пациентов с низким порогом реагирования интерорецепторов кишечника выраженная клиническая картина может наблюдаться при незначительном газообразовании, а у лиц с высоким порогом реагирования жалобы не отмечаются даже при значительном образовании газов в толстой кишке [3, 4].

Изменению состава кишечного микробиоценоза и, как следствие, развитию метеоризма может способствовать нарушение процессов переваривания, всасывания, а также изменение кишечной моторики. По существу, практически при любом заболевании органов пищеварения может наблюдаться дисбактериоз кишечника и метеоризм как проявление последнего.

Частой причиной метеоризма является лактазная недостаточность, непереносимость молочного сахара лактозы в результате недостаточности фермента тонкой кишки лактазы. В норме лактаза расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу, которые всасываются в кровь в тонкой кишке, однако при лактазной недостаточности молочный сахар не расщепляется и в неизмененном виде доходит до толстой кишки, где утилизируется микроорганизмами с увеличением продукции газов. В связи с этим одним из тестов для выявления лактазной недостаточности является определение повышенной концентрации водорода в выдыхаемом воздухе. Кроме того, нерасщепленная лактоза в толстой кишке стимулирует секрецию воды, что обуславливает развитие жидкого, пенистого стула с кислым запахом. Все указанные симптомы возникают только на фоне употребления молочных продуктов, содержащих лактозу, в первую очередь цельного молока. Кисломолочные продукты содержат меньшее количество молочного сахара и при небольшом снижении активности лактазы могут употребляться в пищу. Творог и сыр лактозы не содержат, и их прием симптомов не вызывает. Лактазная недостаточность может быть первичной, связанной с генетическими особенностями индивидуума и передающейся по наследству, и вторичной, т. е. возникающей на фоне заболеваний тонкой кишки, а также конституциональной. Последняя связана с тем, что у части людей (клинически здоровых!) активность лактазы в тонкой кишке с возрастом снижается и они перестают переносить молочные продукты. Этот процесс может начаться уже во второй половине первого года жизни и не считается патологическим. В мире существуют целые регионы и континенты (например, Африка), взрослое население которых не переносит молочный сахар.

Другая частая причина метеоризма — синдром раздраженного кишечника (СРК), проявляющийся сочетанием болей в животе с изменением характера стула и/или с метеоризмом. СРК относится к группе функциональных нарушений органов пищеварения, при которых нарушена нервная и/или гуморальная регуляция моторики желудочно-кишечного тракта, а органическая патология кишечника не выявляется. Одной из причин СРК может быть расстройство собственной нервной системы кишечника, выражающееся в снижении порога чувствительности интерорецепторов кишки. Клиническими признаками в пользу СРК являются изменчивость и многообразие жалоб, отсутствие прогрессирования, нормальный вес, усиление жалоб при стрессе, отсутствие симптомов ночью, а также связь с другими функциональными расстройствами. Чаще всего боли возникают перед дефекацией и проходят после нее.

Основные клинические проявления СРК включают боли в животе или дискомфорт, наблюдающиеся по меньшей мере в течение 3 месяцев последнего года, которые уменьшаются после дефекации, сочетаются с изменением частоты стула (более 3 раз в день или менее 3 раз в неделю) и (или) формы стула (либо твердые, сухие комки — по типу «овечьего кала», либо неоформленный — кашицеобразный). Кроме основных, выделяют еще дополнительные симптомы: затруднение акта дефекации или ощущение неполного опорожнения прямой кишки, обильное выделение слизи, урчание или вздутие живота.

По характеру стула выделяют три основных клинических варианта СРК: СРК с болями и метеоризмом; СРК с запорами; СРК с диареей. Метеоризм может наблюдаться при любом варианте СРК, но более всего выражен при первом.

Причиной метеоризма при СРК является нарушение моторики кишечника, которое приводит к изменению состава кишечного содержимого и, как следствие, состава кишечной микрофлоры. При определенных условиях газообразующая активность последней повышается, что клинически проявляется в виде метеоризма [3, 4]. С другой стороны, показано, что причиной развития ощущения «вздутия» живота при СРК может быть не только и не столько повышенное газонаполнение кишечника, сколько замедление кишечной моторики. Одной из причин такого замедления может быть нарушение рефлекторной регуляции моторики на уровне собственной нервной системы кишечника, в частности, нарушение рефлекса на растяжение кишки [5, 6].

Для эффективного устранения метеоризма следует понять причину, которая его вызывает. Очень часто метеоризм связан с особенностями питания и режима пациента, которые в большинстве случаев вполне реально устранить. В этой связи следует рекомендовать регулярное полноценное питание в спокойной обстановке. Целесообразно включение в рацион пробиотических кисломолочных продуктов «Активиа». Их регулярное употребление способствует восстановлению состава и метаболической активности микрофлоры кишечника, а также нормализации моторной функции кишечника [9]. В контролируемых клинических исследованиях было показано, что регулярное употребление данных продуктов на протяжении 14 дней сопровождалось уменьшением выраженности вздутия, метеоризма, появлением регулярного (не менее 6 раз в неделю) самостоятельного стула [10]. Количество газообразующих продуктов должно быть подобрано индивидуально. При выявлении заболеваний желудочно-кишечного тракта в первую очередь следует лечить эти заболевания. Диета при метеоризме определяется основным патологическим процессом. При лактазной недостаточности обязательным является соблюдение безлактозной или низколактозной диеты с исключением или уменьшением молочного сахара в рационе. Для детей первого года в этом случае следует применять низколактозные молочные смеси или специальные препараты лактазы. При СРК с метеоризмом количество продуктов растительного происхождения следует временно уменьшить, необходимо проконсультироваться с невропатологом и психологом, а в качестве симптоматического средства для устранения болей могут использоваться спазмолитики (у детей старшего возраста и взрослых, например, Дюспаталин).

С целью коррекции состава кишечной микрофлоры показано назначение пробиотиков — препаратов, содержащих живые микроорганизмы, оказывающие положительное влияние на микробный баланс кишечник. Эти препараты могут содержать Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus GG, Lactobacillus fermentum, Streptococcus (Enterococcus) faecium SF68, S. termophilus, Bifidobacterium bifidum, для которых пробиотический эффект доказан в двойных плацебо-контролируемых исследованиях. Желательно, чтобы штаммы микроорганизмов, входящие в состав препаратов, обладали антибиотикоустойчивостью и были защищены от кислого желудочного содержимого. С другой стороны, коррекция кишечного микробиоценоза может эффективно проводиться пребиотическими препаратами, наиболее распространенным компонентом которых является лактулоза (Дюфалак). Низкие дозы лактулозы способствуют восстановлению кишечной микрофлоры при дисбактериозе кишечника различного происхождения, за счет стимуляции роста «собственной» микрофлоры. Дозы препарата Дюфалак подбираются индивидуально и варьируют в зависимости от возраста, могут быть разбиты на два приема (табл.). В реальной практике нередко используется комбинированное применение пре- и пробиотиков.

В качестве дополнительного средства для устранения самого симптома метеоризма и облегчения состояния пациента на протяжении многих лет широко применяются препараты, содержащие симетикон — смесь полимера диметсилоксана с диоксидом кремния. Симетикон не растворим в воде, быстро распространяется по разделу сред и вытесняет пенообразователи из поверхностного слоя пленки. При этом он разрушает оболочки газовых пузырьков в кишечном содержимом и способствует выведению газов из кишечника. Симетикон быстро и эффективно устраняет признаки повышенного газонаполнения в кишечнике, не обладает побочными эффектами и возрастными ограничениями. Эффективность и безопасность симетикона доказана в ряде исследований, и препараты на его основе рекомендуются для применения при многих состояниях, сопровождающихся метеоризмом, в частности, при функциональных нарушениях [7, 8]. Поскольку практически во всех случаях метеоризма имеют место нарушения процессов пищеварения, целесообразным является сочетанное назначение симетикона с ферментами поджелудочной железы, что значительно повышает эффективность устранения метеоризма. Ферментативные препараты могут назначаться самостоятельно (например, Креон) или в составе комбинированных с симетиконом препаратов (Панкреофлат).

Положительный эффект панкреатических ферментов обусловлен улучшением процессов переваривания, что отражается на функциональном состоянии кишечной микрофлоры и снижении поступления в толстую кишку недопереваренных, в частности, газообразующих компонентов. Применение микросферических препаратов (Креон) оказывается более эффективным, по сравнению с обычными таблетированными средствами, во-первых, за счет высокой степени активности исходного субстрата (панкреатина), во-вторых, особой лекарственной формы препарата (микросферы размером 1–1,2 мм), обеспечивающей равномерное перемешивание с желудочным содержимым, в-третьих, рН-чувствительной оболочки микросфер, защищающей фермент от разрушения в желудке и обеспечивающей его максимальное высвобождение в двенадцатиперстной кишке [10–13].

Креон следует принимать во время еды. Доза подбирается индивидуально, суточная доза зависит от тяжести экзокринной недостаточности поджелудочной железы. В педиатрической практике для облегчения приема препарата капсулу можно осторожно вскрыть и принять микросферы, не разжевывая, с небольшим количеством воды. Если смешивать микросферы с пищей, то их следует принимать немедленно после смешивания: в противном случае может произойти повреждение энтерорастворимой оболочки.

Таким образом, повышенное газообразование может быть связано с самыми разнообразными причинами и, следовательно, подход к коррекции данного состояния должен быть строго индивидуальным. В целом, основными направлениями этой коррекции являются диетотерапия, лечение основного заболевания (при выявлении такового), коррекция микробиоценоза и симптоматическая терапия с включением препаратов, содержащих симетикон.

По вопросам литературы обращайтесь в редакцию.

А. А. Коваленко, кандидат медицинских наук
Т. В. Гасилина, кандидат медицинских наук
С. В. Бельмер, доктор медицинских наук, профессор
РГМУ, Москва

Метаболизм кишечных газов и его роль в возникновении гастроинтестинальных симптомов

Резюме. Патофизиологические механизмы нарушения метаболизма кишечных газов и их значение в возникновении гастроинтестинальных симптомов все еще дискутабельны. Состав газовой смеси отличается в различных отделах желудочно-кишечного тракта. Основным источником газовой смеси желудка считается воздух, который попадает при глотании. Газовый состав кишечника в значительной степени определяется физиологией микрофлоры, заселяющей его. Характер питания рассматривается как фактор, в значительной степени определяющий газообразование. Результаты ряда исследований свидетельствуют о различии микробного состава у здоровых добровольцев и пациентов с функциональными заболеваниями кишечника. Дальнейшее изучение механизмов газообразования в кишечнике позволит более эффективно воздействовать на основные патогенетические механизмы заболевания, приводящие к возникновению симптомов, связанных с газообразованием.

Введение

Метаболизм кишечных газов представляет собой сложный и строго регулируемый процесс, включающий продукцию, потреб­ление, выделение и утилизацию газа различными отделами кишечника. Несмотря на то что интерес к этой гастроэнтерологической проблеме постоянно возрастает, патофизиологические механизмы нарушения метаболизма кишечных газов и их значение в возникновении гастроинтестинальных симптомов все еще дискутабельны.

На сегодняшний день в англоязычной литературе все чаще упоминается термин «симптомы, связанные с газами» (gas-rela­ted symptoms). Это понятие подразумевает наличие у пациента неспецифических жалоб, возникающих вследствие избытка полостных газов в кишечнике (Chang L. et al., 2001). К таким симптомам можно отнести вздутие живота, флатуленцию (выделение газов), отрыжку воздухом, ощущение растяжения живота и абдоминальный дискомфорт. Эти симптомы продолжают оставаться наиболее частыми проявлениями функциональных заболеваний кишечника, а также некоторых органических поражений желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Дальнейшее изучение физиологии и патофизиологии газообразования в кишечнике позволит приблизиться к пониманию механизмов возникновения таких симптомов, что даст возможность более эффективно воздействовать на основные патогенетические механизмы заболевания.

Механизмы образования кишечных газов

Состав газовой смеси отличается в различных отделах ЖКТ. Основным источником газовой смеси желудка считается воздух, который попадает при заглатывании как во время приема пищи, так и отдельно (Azpiroz F. et al., 2007).

Что касается газового состава кишечника, то он в значительной степени определяется физиологией микрофлоры, заселяющей тот или иной сегмент кишечника. Процессы бактериального гидролиза пищевых ингредиентов и образования газов наиболее интенсивно протекают в толстой кишке, поскольку в норме именно там определяется наибольшее количество микроорганизмов (Gasbarrini A. et al., 2007). Газовая смесь кишечника на более чем 99% состоит из 5 газов, не обладающих запахом — азота, кислорода, углекислого газа, водорода и метана, содержание которых варьирует в широких пределах (таблица) (Lembo T. et al., 1999).

Таблица. Состав кишечных газов, %

Кишечный газ Нижняя граница Верхняя граница
Азот 11 92
Кислород 0 11
Углекислый газ 3 54
Водород 0 86
Метан 0 56

Другие газы, обладающие запахом, такие как аммиак, индол, скатол, летучие амины (путресцин, кадаверин) и короткоцепочечные жирные кислоты присутствуют только в следовых количествах и составляют не более 1% общей газовой смеси кишечника (Hahn B. et al., 1998; Lembo T. et al., 1999). Свободные индол и скатол образуются в кишечнике вследствие бактериальной ферментации триптофана. Часть индола всасывается в кровь и метаболизируется печенью с образованием индоксила и индоксил сульфата. Последний выделяется с мочой в виде калиевой соли, которая получила название «индикан» (Губський Ю.І., 2000). Аммиак также образуется из аминокислот под воздействием ферментов кишечной микрофлоры в результате дезаминирования. Путресцин и кадаверин образуются микроогранизмами путем декарбоксилирования соответственно орнитина и лизина. Короткоцепочечные жирные кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, изовалериановая и др.) являются продуктом деградации полисахаридов (Binder H.J., 2010).

Долгое время стереотипно считалось, что именно такие продукты распада аминокислот, как индол и скатол являются первичными компонентами газов с неприятным запахом. Однако в последних исследованиях установлено, что за характерный запах человеческих фекалий ответственны компоненты, в состав которых входит сера — сульфид водорода, диметилсульфид и метантиол (Houghton L. A. et al., 2006).

Такие газы, как водород и метан образуются в кишечнике исключительно за счет бактериальных метаболических процессов. Это подтверждается тем, что, как показано в эксперименте, стерильные крысы не могут продуцировать ни водород, ни метан. Аналогично у новорожденных в первые 12 ч жизни не наблюдается водорода и метана в выдыхаемом воздухе (Di Stefano M. et al., 2006). Отмечено также, что у голодающих лиц продукция водорода обычно низкая, но после употребления ферментируемых и неперевариваемых субстратов, преимущественно углеводов, внутрипросветные бактерии выделяют существенное его количество (Gasbarrini A. et al., 2009).

Еще одним механизмом поступления газов в просвет кишечника может быть их диффузия из кровяного русла. Поскольку образование водорода, углекислого газа и метана может приводить к снижению парциального давления азота в просвете до величин, значительно меньших, чем в крови, то этот газ может диффундировать из сосудистого русла в просвет кишечника (Gasbarrini A. et al., 2009).

Утилизация газов ЖКТ осуществляется за счет таких процессов, как отрыжка, выделение естественным путем, бактериальное потребление и выделение с выдыхаемым воздухом. Последние два механизма требуют особого внимания. Некоторые бактерии не выделяют, а наоборот, потребляют газы, ранее образованные в кишечнике. Так, архебактерии (Methanobrevibacter smithii, Methanosphaera stadtmanae и другие Methanobacteriales) в процессе анаэробного дыхания окисляют молекулярный водород с образованием метана, сульфатредуцирующие бактерии родов Desulfomaculum, Desulfovibrio, Desulfomonas используют водород из просвета кишечника для формирования конечного продукта энергетического обмена — сульфида водорода. Ацетогенные бактерии (некоторые виды клостридий) могут потреблять водород при восстановлении диоксида углерода с формированием уксусной кислоты (Готтшалк Г., 1982; Климнюк С.І. та ін., 2004). Бактерии рода Campylobacter (в том числе Helicobacter pylori) содержат мембранные гидрогеназы, что позволяет им использовать молекулярный водород в дыхательной цепи для аккумуляции энергии (Olson J. W., Maier R.J., 2002; Maier R.J., 2005).

Кишечные газы могут быстро сорбироваться в кровь и далее выделяться с выдыхаемым воздухом. Так, абсорбированные водород и метан практически полностью удаляются из крови за один пассаж через легкие, таким образом, уровень экскреции этих газов должен быть эквивалентен его абсорбции в кишечнике (Di Stefano M. et al., 2006). Это дает теоретичес­кую основу для проведения водородных и метановых дыхательных тестов. По характеру изменений концентрации водорода/метана в выдыхаемом воздухе можно диагностировать такую патологию, как мальабсорбция углеводов (лактоза, глюкоза, фруктоза, сорбитол и др.), синдром избыточного бактериального роста (тест с лактозой, D-ксилозой, глюкозой), а также оценить состояние моторно-эвакуаторной активности ЖКТ путем оценки ороцекального транзита (лактулозный водородный дыхательный тест).

Роль кишечных газов в формировании гастроинтестинальных симптомов

Механизмы, лежащие в основе вздутия и растяжения до сих пор полностью не изучены, однако в настоящее время предполагается, что в патогенезе формирования данных симптомов вовлечено множество факторов, среди которых повышенное газообразование, уменьшение потребления внутрипросветного газа, нарушение моторики ЖКТ и выделения газа, висцеральная гиперчувствительность, нарушение мышечной активности стенки живота. Сейчас хорошо известна зависимость газообразования от характера питания. Так, даже у здоровых лиц некоторые фрукты и овощи (в частности бобовые и фасоль), пшеничная мука, овес, картофель и зерновые, содержащие олигосахариды, не перевариваются ферментами в верхних отделах ЖКТ и, таким образом, становятся доступным субстратом бактериальной ферментации (Gasbarrini A. et al., 2009), что может приводить к вздутию живота.

Повышенное потребление продуктов с высоким содержанием так называемых пищевых волокон (растительная клетчатка, пектин, рафиноза) также может стать источником повышенного газообразования даже у здоровых лиц.

Что качается взаимосвязи между избыточным содержанием кишечного газа и вздутием живота у пациентов с функциональными заболеваниями кишечника, то этот вопрос до сих пор остается открытым. Использование техники отмывания кишечных газов продемонстрировало, что объем газов у пациентов с синдромом раздраженной кишки (СРК) сходный с таковым у здоровых лиц (Caldarella M. P. et al., 2002). В то же время некоторые исследования, основанные на количественном определении кишечных газов при помощи обычной рентгенографии, доказали повышенное содержание газов у пациентов с СРК по сравнению с контролем (Koide A. et al., 2000). В ряде работ продемонстрировано значительное повышение экскреции водорода и метана выдыхаемым воздухом у пациентов с СРК по сравнению с контролем (King T.S. et al., 1998). Хотя в других исследованиях указывается на иные возможные причины возникновения вздутия живота у пациентов с функциональными заболеваниями кишечника, как то: нарушение распределения газов в кишечнике без изменения их объема (Harder H. et al., 2003) и смещение диафрагмы (Accarino A. et al., 2009).

Такая неоднозначность мнений побудила нас к формированию собственного виденья представленной проблемы. Так, при обследовании 51 пациента с диагнозом СРК и диареей (Римские критерии ІІІ) у 21 из них установлен высокий уровень водорода в выдыхаемом воздухе натощак, причем выраженность вздутия живота у таких пациентов имела сильную корреляционную связь с уровнем экскреции водорода (r=0,81; p<0,001) (рисунок).

Рисунок 1

Зависимость между выраженностью вздутия живота (по 5-балльной шкале) и базальным уровнем водорода в выдыхаемом воздухе у пациентов с СРК и диареей (результаты собственных наблюдений)

Показано, что применение нифуроксазида у пациентов с высокой экскрецией водорода привело к достоверному снижению выраженности вздутия живота (3,92±0,21 против 1,07±0,27; p<0,001 методом дисперсионного анализа повторных измерений). Это подтверждает мнение о том, что в возникновении симптомов СРК, в частности вздутия живота, определенную роль могут играть условно патогенные бактерии толстой кишки.

На сегодняшний день связь между симптомами СРК и нарушением микробиоценоза кишечника обсуждается в литературе достаточно широко (Sawers R.G., 2005; Spiller R.C., 2007; Thabane M. et al., 2007). Ряд исследований указывает на различие микробного состава у здоровых лиц и пациентов с СРК. Наиболее частыми микроорганизмами при этом являются облигатные и факультативные анаэробы: микроаэрофилы рода Campylobacter (C.  coli, C. jejuni, C. lari), факультативные анаэробы — Salmonella, Shigella, Escherichia coli, Proteus, а также облигатные анаэробы — Clostridium (Sawers R.G., 2005; Spiller R.C., 2007; Thabane M. et al., 2007). Вероятнее всего колонизация этими микроорганизмами является следствием перенесенной острой кишечной инфекции с последующим формированием хронического бактериального носительства (Готтшалк Г., 1982). Известно, что при анаэробном метаболизме Escherichia coli, Salmonella, Clostridium в числе конечных продуктов ферментирования субстрата могут образовывать молекулярный водород (Sawers R.G., 2005; Марков С.А., 2007; Lin P.Y. et al., 2007). В толстой кишке относительно долгое время может находиться субстрат для бактериального брожения (крахмал, целлюлоза, полисахариды кишечной слизи). Многие кишечные бактерии могут синтезировать экстрацеллюлярные ферменты-гидролазы (целлюлаза, пектиназа и др.), которые катализируют расщепление полисахаридов с образованием простых сахаров, являющихся субстратом для дальнейшего образования газообразного водорода в процессе анаэробного окисления (McBee R. H., 1948; Englyst H.N. et al., 1987; Demain A.L. et al., 2005).

Следовательно, у части пациентов с нарушением нормального качественного микробного состава толстой кишки возможно повышение базального уровня водорода выдыхаемого воздуха, что и демонстрируют наши данные.

У пациентов с дисахаридазной недостаточностью (непереносимость лактозы, фруктозы, сорбитола) возможно повышенное газообразование вследствие того, что в толстую кишку попадают неадсорбированные в тонкой кишке моно- и дисахариды, которые являются субстратом для бактериальной ферментации с последующим образованием конечных газо­образных продуктов. Поэтому исключение продуктов, содержащих непереносимые углеводы, может быть эффективным терапевтическим воздействием.

Выводы

Вздутие живота, флатуленция, ощущение растяжения живота являются довольно частыми симптомами при функциональных заболеваниях кишечника, которые в значительной степени влияют на качество жизни пациентов. Изучение механизма образования кишечных газов дает ключ к пониманию возникновения симптомов, связанных с газообразованием, что, в свою очередь, может помочь в разработке стратегий лечения. На сегодняшний день известен ряд причин повышенного газообразования, среди которых значительную роль играют питание и качественные/количественные нарушения микробиоценоза кишечника.

Диета может быть значимым терапевтическим фактором у пациентов с функцио­нальными заболеваниями кишечника, сопровождаемыми симптомами, связанными с повышенным газообразованием. Поскольку некоторые фрукты и овощи (в частности бобовые и фасоль, пшеничная мука, овес, картофель и зерновые) могут быть хорошим субстратом для бактериальной ферментации, их следует исключить из рациона. Рекомендуется также ограничение в рационе простых углеводов (глюкоза, фруктоза, сорбитол).

Результаты ряда исследований подтверждают различие микробного состава толстой кишки у здоровых лиц и пациентов с функциональными заболеваниями кишечника, в частности — преобладание у последних факультативных и облигатных анаэробов. Следовательно, применение кишечных антисептиков у этих больных может быть эффективным.

Более глубокое понимание патофизио­логических механизмов нарушения метаболизма кишечных газов в будущем позволит эффективно влиять на патогенез функциональных заболеваний кишечника в целом и на повышенное газообразование в частности.

Литература

В.О. Козлов

Резюме. Патофізіологічні механізми порушення метаболізму кишкових газів та їх значення у виникненні гастроінтестинальних симптомів все ще дискутабельні. Склад газової суміші відрізняється в різних відділах шлунково-кишкового тракту. Основним джерелом газової суміші шлунка вважається повітря, що потрапляє при ковтанні. Газовий склад кишечнику значною мірою визначається фізіологією мікрофлори, що заселяє його. Характер харчування розглядається як фактор, що значною мірою визначає газоутворення. Результати ряду досліджень свідчать про відмінність мікроб­ного складу у здорових осіб і пацієнтів із функціональними захворюваннями кишечнику. Подальше вивчення механізмів газоутворення в кишечнику дозволить більш ефективно впливати на основні патогенетичні механізми захворювання, що призводять до виникнення симптомів, пов’язаних із газоутворенням.

Ключові слова: кишкові гази, газоутворення, метаболізм, функціональні захворювання кишечнику.

V.A. Kozlov

Summary. Pathophysiological mechanisms of intestinal gases metabolism and its role in appearance of gastrointestinal symptoms are still controversial. Gas composition differs in different parts of the gastrointestinal tract. The main source of stomach gas is an air ingested during swallowing. Intestinal gas composition is largely determined by physiology of intestinal microorganisms. Food considered as a factor that strongly determines the gas production process. Several studies indicate difference of microbial composition in healthy volunteers and patients with functional bowel disease. Further investigations of gas production mechanisms are needed for better understanding of pathogenetic mechanisms of gas-related symptoms.

Key words: intestinal gases, gas production process, metabolism, functional bowel disease.

Адрес для переписки:
Козлов Виктор Александрович
01004, Киев, бульв. Тараса Шевченко, 13
Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, кафедра внутренней медицины № 1

Пустые плоды масличной пальмы (OPEFB) – альтернативный источник волокна для производства бумаги

  • Панель авторов Войти

Что такое открытый доступ?

Открытый доступ — это инициатива, направленная на то, чтобы сделать научные исследования бесплатными для всех. На сегодняшний день наше сообщество сделало более 100 миллионов загрузок. Он основан на принципах сотрудничества, беспрепятственного открытия и, самое главное, научного прогресса. Будучи аспирантами, нам было трудно получить доступ к нужным нам исследованиям, поэтому мы решили создать новое издательство с открытым доступом, которое уравняет правила игры для ученых со всего мира. Как? Упрощая доступ к исследованиям и ставя академические потребности исследователей выше деловых интересов издателей.

Наши авторы и редакторы

Мы являемся сообществом из более чем 103 000 авторов и редакторов из 3 291 учреждения в 160 странах мира, включая лауреатов Нобелевской премии и некоторых самых цитируемых исследователей мира. Публикация на IntechOpen позволяет авторам получать цитирование и находить новых соавторов, а это означает, что больше людей увидят вашу работу не только из вашей собственной области исследования, но и из других смежных областей.

Оповещения о содержимом

Краткое введение в этот раздел, посвященный открытому доступу, особенно с точки зрения IntechOpen

Как это работаетУправление предпочтениями

Контакты

Хотите связаться? Свяжитесь с нашим головным офисом в Лондоне или командой по работе со СМИ здесь:

Карьера:

Наша команда постоянно растет, поэтому мы всегда ищем умных людей, которые хотят помочь нам изменить мир научных публикаций.

Рецензируемая глава в открытом доступе

Написано

Akpan Sunday Noah

Представлено: 26 апреля 2021 г. Проверено: 4 мая 2021 г. Опубликовано: 18 января 2022 г. 9

Под редакцией Hesam Kamyab 220 загрузок глав

Посмотреть полные показатели

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

Реклама

Abstract

Elaeis guineensis (масличная пальма) является одной из самых экономичных многолетних масличных культур благодаря своим ценным масличным плодам в тропических регионах, таких как Западная Африка и Юго-Восточная Азия. В процессе экстракции масла эти плоды обычно отделяют от фруктовых гроздей, оставляя пустые грозди, которые выбрасываются как остатки. Таким образом, пустые гроздья плодов Elaeis guineensis обычно считаются отходами в производстве масличной пальмы. Обилие пустых гроздей плодов масличной пальмы (OPEFB) создало огромную экологическую проблему, начиная от обрастания, привлечения вредителей, выбросов парниковых газов и заканчивая подкислением почвы, что создает очень серьезную угрозу для людей и окружающей среды. По оценкам, только в 2014 году во всем мире было произведено более 22,4 млн тонн EFB. Таким образом, изучение экологически безопасных методов утилизации и продуктивного использования EFB масличной пальмы в качестве альтернативного волокнистого материала для производства бумаги становится обязательным условием для преобразования отходов в богатство и обеспечения благополучия окружающей среды. Волокно пустой грозди плодов Elaeis guineensis (EFB) в среднем составляет 0,9.9 мкм в длину, а диаметр волокна и толщина клеточной стенки составляют 19,1 мкм и 3,38 мкм соответственно. Волокна EFB состоят из лигноцеллюлозных материалов, состоящих в среднем из расчетного содержания целлюлозы 30-50%, гемицеллюлозы 15-35% и лигнина, составляющего около 20-30% волокна без экстрактивных веществ. Богатая целлюлозная основа волокна EFB делает Elaeis guineensis хорошим потенциальным ресурсом для бумажной массы, тем более что целлюлозно-бумажная промышленность часто упоминается как целлюлозная промышленность. Каждые 5 тонн EFB дают 1 тонну целлюлозы для производства бумаги. Таким образом, в этой главе книги будет предпринята попытка изучить морфологические характеристики волокон пустых связок плодов масличной пальмы, химические свойства волокон EFB, возможности изготовления бумаги из пустых связок плодов и, в конечном счете, их воздействие на окружающую среду.

Keywords

  • Empty fruit bunch (EFB)
  • Oil palm
  • Elaeis guineensis
  • Fibre morphology
  • Chemical characterisation
  • Papermaking potentials
  • Environmental impact

1. Introduction

Oil palm, Elaeis guineensis , культивируется в огромных масштабах в качестве источника масла в Западной и Центральной Африке, где он возник, а также в Малайзии, Индонезии и Таиланде, где он преобладает и процветает в изобилии, и с годами хорошо зарекомендовал себя [1]. Взрывное расширение плантаций масличной пальмы в этих регионах и странах привело к образованию огромного количества растительных отходов, что создает проблемы при повторной посадке и вызывает огромную озабоченность по поводу окружающей среды. Таким образом, биомасса масличной пальмы относится к сельскохозяйственным побочным продуктам, образующимся при производстве масличной пальмы во время повторной посадки, обрезки и измельчения, которые в большинстве случаев оставляют разлагаться на полях [2]. По сути, волокна пустых гроздей плодов являются либо побочными продуктами процесса извлечения пальмового масла из плодов пальмы, культивации, либо остатками деревьев в конце срока их полезного использования [3]. Отходы обычно утилизируются без разбора или используются местными жителями в качестве топлива для приготовления пищи, оба из которых не являются экологически чистыми. Присутствие этих пустых гроздей фруктов (EFB) у ворот мельницы неизбежно, но большую головную боль, которую эти остатки биомассы вызывают в управлении мельницей, нельзя игнорировать в стратегиях управления отходами и их утилизации [4].

Миллионы тонн пустых гроздей плодов масличной пальмы в среднем ежегодно образуются в разных странах мира. В Малайзии, например, в 2002 г. было произведено более 5,2 млн тонн EFB [5]. Таким образом, производство масличной пальмы является крупнейшим источником биомассы в Малайзии. Эти отходы биомассы постоянно образуются в больших количествах ежегодно, и лишь небольшая их часть превращается в продукты с добавленной стоимостью, в то время как большой процент остается недоиспользованным [2]. По оценкам, в 2014 году во всем мире было произведено 22,4 миллиона тонн EFB [6] в виде отходов переработки сырого пальмового масла (COP), количество которых чрезвычайно велико [7].

Обилие пустых гроздей плодов масличной пальмы (OPEFB) создало огромные экологические проблемы, такие как обрастание и привлечение вредителей, тем самым создавая очень серьезную угрозу для людей и окружающей среды. В контексте вышеупомянутых проблем изучение EFB масличной пальмы в качестве волокнистого материала, альтернативного другим известным целлюлозным ресурсам, таким как древесина, бамбук, багасса, солома и трава, имеет важное значение для преобразования отходов в богатство и улучшения состояния окружающей среды. .

В таких странах, как Малайзия и Индонезия, масличная пальма является одним из недревесных растений, которые показали большой потенциал в качестве сырья для производства бумаги. Таким образом, в этой главе книги будет предпринята попытка изучить морфологические характеристики волокон OPEFB, химическую природу волокон масличной пальмы, возможности изготовления бумаги из пустых гроздей плодов (EFB) и, в конечном счете, их влияние на окружающую среду.

Реклама

2. Морфология волокна и химическая характеристика OPEFB

Пустые гроздья фруктов являются продуктами отрасли по переработке масличной пальмы. Они обладают большой эффективностью в качестве основного сырья для ферментации из-за содержания в них целлюлозы и гемицеллюлозы. Волокна Elaeis guineensis пустых плодовых гроздей (EFB) состоят из лигноцеллюлозных материалов, состоящих в среднем из расчетного содержания целлюлозы 30–50%, в то время как гемицеллюлозы и лигнин составляют 15–35% и 20–30%. соответственно [8]. Было обнаружено, что волокна OPEFB, которые обычно используются в качестве мульчи на заводе по производству пальмового масла, являются богатым источником лигноцеллюлозного материала, особенно целлюлозы, которая может составлять 33,70–35,11% в составе прессованного волокна [9].]. According to reference [10], oil palm fibre exhibits the following percentage chemical composition as presented in Table 1.

908 1,0109
Parameter Mean value (%)
Holocellulose 59.6
Lignin 28,5
ASH 5,6
Протеин 3,6
Lipid 1,0109
.0104
Прочие 0,8

Таблица 1.

Химический состав волокон масличной пальмы.

Источник: Коби и Ислузаки (2014 г. ).

A comparative broad varied value of the percentage chemical distribution of OPEFB fibres as reported by reference [11] is presented in Table 2.

Cellulose Hemicelluloses Lignin References
42.85 11.70 24.01 Rahman et al ., 2008
37.28 14.62 31.68 Sudiayani et al ., 2013
33.25 23.24 25,83 Mullati и др., 2011
43–43.47 22,93–23,67 21–22.10 9099908–23,67 21–22.10 9099 908–23,67 21–22,10 9099 908.0109

Таблица 2.

Химический состав волокна OPEFB (сухая основа).

Источник: Kresnowati et al ., 2015.

Как показано в Таблице 2, целлюлоза является основным компонентом волокна масличной пальмы с относительно высоким содержанием лигнина. Гемицеллюлозы имеют умеренное количество и содержат ксилан в качестве основного компонента. Экстрактивные вещества имеют относительную пропорцию и могут быть обнаружены в следовых количествах и в значительных количествах. Согласно справке [12], OPEFB имеет 50,9% целлюлозы, 29,6% гемицеллюлозы, 17,84% лигнина, 3,4% золы и 3,21% экстрактивных веществ. Волокно масличной пальмы (OP) имеет сравнительно высокую зольность, колеблющуюся в пределах 1,6–6,69 % [13]. Эта характеристика может способствовать аномальному механическому износу технологического оборудования. Таким образом, потенциальное накопление диоксида кремния в системе извлечения черного щелока также может быть источником беспокойства при варке материала масличной пальмы [14].

Оптоволокно является важным лигноцеллюлозным сырьем для изготовления экономичных и экологически чистых композитных материалов. Одной из морфологических особенностей волокон масличной пальмы является то, что они имеют гораздо более толстую клеточную стенку по сравнению с клеточной стенкой древесины, что обеспечивает существенно высокий индекс жесткости. Электронно-микроскопический анализ слоя клеточной стенки волокон показывает, что волокна масличной пальмы имеют структуру, сходную со структурой клеточной стенки древесины, при этом лигнин больше всего распределяется в средней пластинке по сравнению с другими клетками [15]. Волокнистые тяжи EFB масличной пальмы имеют уникальную структуру, характеризующуюся несколькими крупными сосудистыми элементами в центральной области, окруженными сосудистыми волокнами [1].

Согласно ссылке [16] средние показатели физико-химических характеристик волокна OPEFB можно представить в виде, представленном в таблице 3.

-weighted fibre length (μm) 0.99
Fibre diameter (μm) 19. 1
Cell wall thickness (μm) 3.38
Fibre coarseness (mg/m) 0.107
Fines (< 0.2 mm, %) 27.6
Rigidity index (T/D) 3 x 10 −4 55.43
Lignin (%) 17.6
Holocellulose (%) 86.3
1% NaOH solubility (% 29.9
Hot water solubility (% 9.3
Alcohol-benzene solubility (%) 2,83

Таблица 3.

Физические и химические характеристики волокна OPEFB.

Источник: Law and Jiang, 2001.

Реклама

3. Потенциал производства бумаги из волокна OPEFB

Использование пустых плодовых гроздей (EFB) E. guineensis — это больше, чем акт заботы об окружающей среде. Это средство для создания рабочих мест и богатства. Чтобы превратить огромные отходы биомассы, образующиеся при переработке масличной пальмы, в ресурс промышленного назначения, желательна жизнеспособная и устойчивая область использования. Целлюлозно-бумажная промышленность становится неизбежным пунктом назначения, представляя собой настоящую возможность продуктивного использования.

Более того, замещение лигноцеллюлозного материала быстро сокращающихся древесных ресурсов биомассой недревесных растений различного разнообразия снимает нагрузку с леса, одновременно поддерживая природное биоразнообразие. Таким образом, использование EFB пальмового масла для производства бумаги облегчает проблемы управления отходами, связанные с его утилизацией. По словам справочника [17], каждые 5 тонн EFB дают 1 тонну целлюлозы для производства бумаги. Таким образом, индустрия масличной пальмы сейчас находится на этапе поиска продуктов с более высокой добавленной стоимостью не только из масла и ядра, но и из его биомассы. EFB масличной пальмы в настоящее время рассматривается как потенциальное сырье для производства разнообразных возобновляемых и ценных биотоплив и химических веществ на биологической основе, которые могут быть получены из сахара, целлюлозы и лигноцеллюлозы с использованием фурфурола [18]. Следовательно, появляется все больше и больше возможностей для преобразования имеющихся остатков лигноцеллюлозной биомассы в целлюлозу и бумагу, картон, древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ) и другие композиты [19].].

Ожидается, что мировое производство целлюлозы и бумаги увеличится на 77% с 1995 по 2020 год из-за роста населения мира, а также повышения уровня грамотности и качества жизни во всем мире [4]. Следовательно, высокий рост потребления бумаги требует диверсификации источников бумажного волокна, поставки которого в значительной степени зависят от леса. Продолжающийся высокий рост потребления бумаги, несомненно, приведет к увеличению спроса на волокна для производства бумаги, что создаст дополнительную нагрузку на истощающиеся мировые лесные ресурсы. Поэтому изучение альтернативных источников волокна становится обязательным. Масличная пальма является одним из недревесных растений, обладающих большим потенциалом в качестве сырья для производства бумаги.

Пустые гроздья плодов масличной пальмы могут быть превращены в мякоть полухимическим механическим способом. Чистая целлюлоза, полученная этим способом, пригодна для изготовления небеленой коричневой бумаги и формованных изделий. EFB масличной пальмы также очень хорошо адаптируется к химическому производству целлюлозы, таким как сода и крафт-процессы [20]. Утверждается, что Soda EFB очень подходит для производства бумаги для печати и письма, гофрированного картона и других изделий на бумажной основе [21].

Целлюлоза, полученная из EFB, хорошо реагирует на механическую обработку, как сообщалось в [22] в их работе о влиянии времени взбивания на морфологию волокна и время обезвоживания содовой пульпы, полученной из пустых гроздей плодов масличной пальмы. Избитые волокна были модифицированы, чтобы стать более укороченными, набухшими, гибкими и сжимаемыми в более гладкий лист с лучшим формированием и улучшенным качеством бумаги. Толстая клеточная стенка волокон масличной пальмы, вероятно, способствует производству листа с большим объемом и более низким потенциалом межволоконного связывания по сравнению с аналогами из древесины [23].

Однако качество бумаги, полученной из EFB-целлюлозы, сравнимо с качеством крафт-целлюлозы из твердой древесины. А при отбеливании полным хлором (TCF) целлюлоза может быть модифицирована, чтобы сделать ее более податливой и подходящей для изготовления бумаги. Согласно ссылке [24], бумага, изготовленная из целлюлозы из пустых пучков, имеет хорошие характеристики полотна и хорошие печатные свойства. Следовательно, пустая гроздь плодов масличной пальмы может служить устойчивым альтернативным источником целлюлозы и волокна для производства бумаги.

Реклама

4. Воздействие OPEFB на окружающую среду

Биомасса масличной пальмы обычно может быть разделена на листья масличной пальмы (OPF) и стволы масличной пальмы (OPT), пустые грозди плодов масличной пальмы (OPEFB), скорлупу ядра пальмы (PKS), мезокарповое волокно. (MF) и стоки завода по производству пальмового масла (POME). В общей сложности ежегодно образуется 44,85 т биомассы масличной пальмы во время переработки гроздей свежих фруктов, посадки и обрезки масличных пальм [12]. В промышленности по переработке масличной пальмы часто образуются огромные отходы в виде пустых связок фруктов после извлечения фруктов для производства пальмового масла и пальмового ядра. Эти остатки биомассы обычно без разбора выбрасываются в ущерб красоте окружающей среды. Там, где они собираются вдали от непосредственной близости от перерабатывающих предприятий, эти массивные отходы часто сбрасываются по периферии фабрики или фабрики, образуя кучи негигиеничной разлагающейся биомассы [25].

Надлежащее обращение с этими отходами и их утилизация являются серьезной задачей и, следовательно, создают опасность для окружающей среды. Эти кучи выброшенных пустых гроздей плодов становятся привлекательными источниками для насекомых и вредителей, а также рассадником различных инфекционных заболеваний [26]. Испускание дурно пахнущего запаха на фабрике по переработке масличной пальмы является постоянным напоминанием о скрытых опасностях для здоровья с потенциалом эпидемического взрыва в окрестностях завода по переработке масличной пальмы.

Удаление этих массивных твердых отходов приводит к загрязнению окружающей среды. Следовательно, успех в преобразовании этих отходов в полезные продукты снизит стоимость утилизируемых отходов и внесет вклад в более чистую окружающую среду [27]. Как сообщается в ссылке [28], использование биомассы из остатков африканской масличной пальмы позволит снизить выбросы CO2 с 17,4 Тг в год до 12,6 Тг в год и с 3,0 ПДж масла в год до 23,0 ПДж масла в год. /год, что соответствует 72% и 67% снижения соответственно [28]. Тем не менее, некоторое продуктивное использование этих отходов не обходится без сопутствующего воздействия на окружающую среду. Например, использование EFB посредством быстрого пиролиза имеет потенциальное воздействие SO 9 на окружающую среду. 0357 2 как причины закисления и C 2 H 4 как причины процесса фотохимического окисления. Выбросы парниковых газов CO 2 и CH 4 в результате сжигания EFB, особенно на наземных площадках, являются основными причинами истощения озонового слоя и сопутствующего усиления глобального потепления [29].

Оценка жизненного цикла (LCA) использования EFB посредством технологий переработки топлива, волокна и удобрений показывает, что извлечение метана и композитинг более экологичны, чем другие технологии, что измеряется сокращением выбросов парниковых газов. С другой стороны, производство целлюлозы и бумаги и древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ) является благоприятными технологиями для воздействия на землепользование. Тем не менее, обе технологии переработки для использования EFB требуют интенсивного использования первичной энергии, большого количества химических веществ и значительных выбросов от их систем обработки отходов [30].

Реклама

5. Заключение

Пустые гроздья плодов Elaeis guineensis образуются в огромных количествах в качестве отходов при переработке масличной пальмы во всем мире. Волокна Elaeis guineensis пустых плодовых связок (EFB) представляют собой лигноцеллюлозные материалы, в основном состоящие из расчетного содержания целлюлозы 30–50%, 15–35% гемицеллюлозы и примерно 20–30% лигнина, в пересчете на волокно, не содержащее экстрактивных веществ. . Богатая целлюлозная основа волокна EFB делает Elaeis guineensis хороший потенциальный ресурс для производства бумаги. Кроме того, целлюлозно-бумажную промышленность часто называют целлюлозной промышленностью. Несмотря на эти положительные качества, обилие пустых связок плодов в виде остатков биомассы масличной пальмы представляет собой серьезную проблему для человека и имеет большое значение для окружающей среды. Следовательно, необходимо продуктивное использование EFB масличной пальмы, и исследования показали, что их можно использовать в качестве альтернативного, подходящего и устойчивого источника волокна для производства бумаги.

Реклама

Благодарности

Я искренне признателен за помощь O. A Adegoke и O.E. Адегбойега, оба из Федерального колледжа лесного хозяйства, Ибадан, Нигерия, за набор и форматирование рукописи в соответствии с правилами шаблона.

Реклама

Конфликт интересов

Я заявляю об отсутствии конфликта интересов в концепции, выполнении и результатах исследовательской работы, проделанной для создания этой главы книги.

Ссылки

  1. 1. Лоу, К. Н., Ван Росли, В. Д. и Газали, А. Пустая гроздь плодов масличной пальмы, BioResources 2007; 2(3), 351-362
  2. 2. Оноджа Э., Разак Ф.И.Б., Чадран С., Махат Н.А. и Вахаб Р.А. Биомасса масличной пальмы (Elaeis guineensis) в Малайзии: настоящие и будущие перспективы, увеличение количества отходов и биомассы, 2019; 10(28). DOI: 10.1007/s12649-018-0258-1
  3. применение волокон масличной пальмы в цементных композитах, Frontier of Structural and Civil Engineering 2020, Vol. 14, 94-105
  4. 4. Ван Росли, В.Д., и Лоу, К.Н. Волокна масличной пальмы как материалы для изготовления бумаги: возможности и проблемы. БиоРес. 2011 г.; 6(1), 901-917
  5. 5. Тан ака Р. и Ямамото К. Накопление и доступность пальмового масла. В материалах 3 rd Совместного международного симпозиума USM-JIRCAS 9-11, март, Пенанг, Малайзия, Рабочий отчет JIRCAS, 2014 № 39, стр. 20-34
  6. 6. Anyaoha, K.E, Sakrabani, R, Patehigolla, У, Мирозан А.Н. Оценка обработки гроздей плодов масличной пальмы в Нигерии. Управление отходами и исследования 2018; об. 36 [3] 236-246. DOI. 10.1177/0734242x17751848
  7. 7. Судраджат и Диансях А.Н. Международная электронная конференция по устойчивому сельскому хозяйству и фермерской системе. В материалах серии конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде, том 694, 24-25 сентября, Боджор, Индонезия, 2021 г.
  8. гидролиз EFB масличной пальмы до ксилозы. Журнал Японского института энергетики, 2014 г.; 93, 973-978. https://dx.doi.org/103775/jie93.973
  9. 9. Мд Юнос, К.Ф.Х., Самсу Бахамддин, А., Мд Юнос, К.Ф., Хафид, Х.С., Бузу, З., Мохтар, М.Н., Сулейман, А. ., М.Д. Сон, А. Физико-химические характеристики остаточного масла и волокон из пустых гроздей плодов масличной пальмы, БиоРес. 2015 г.; 10[1], 14-29
  10. 10. Коби, Ю. и Ислузаки, А. Химический состав волокон масличной пальмы и возможность их использования в качестве целлюлозного сырья для производства сахара. Сельскохозяйственная и биологическая химия 2014; Vol.511, 1183-1187
  11. 11. Krisnowati, M. Mardawati, E. и Setiadi, R. Производство ксилита из пальмового масла EFB: тематическое исследование концепции биоперерабатывающего завода. Современные прикладные науки 2015; Vol.9, No 7, 207-213
  12. 12. Padzil, F.N.M, Lee, S.H, Aimin, Z.M, Lee, C.H и Abdullah, L.C. Потенциал ресурсов EFB масличной пальмы в продуктах из наноцеллюлозного гидрогеля для универсального применения: обзорный материал 2020; 13[5], 1245, doi:10. 3390/ma13051245
  13. 13. Бледский А.К. и Гассан, Дж. Композиты, армированные волокнами на основе целлюлозы. Прогресс в науке о полимерах 1999; Vol 24, Issue 2, 221-274
  14. 14. Омар Ф.Н., Мохаммед М.А.П. и Бахадурридин А.С. Моделирование микроструктуры кремнеземных тел из волокон пустых плодов масличной пальмы (OPEFB). Биоресурсы 2014; 9[1], 938-951. DOI:10.15376/diores9.1.938-951
  15. 15. Шрикала М.С., Кумаран М.Г. и Томас С. Волокна масличной пальмы: морфология, химический состав, модификация поверхности и механические свойства. Журнал прикладных наук о полимерах 1998; Том 66, Выпуск 5, 821-835. https://doi:org/10.1002 (SYCI) 1097-4628 (10971031) 66:5<821:AD-APP253.0coj2x
  16. 16. Лоу, К.Н., и Цзян, К.П. Сравнительные бумажные свойства пустой грозди плодов масличной пальмы. Tappi, J, 2001, 84 [1], 1-13
  17. 17. Ибрагим, Р. Структурные, механические и оптические свойства переработанной бумаги, смешанной с целлюлозой EFB. Журнал исследований пальмового масла 2003 г .; Vol 15, No 2, 29-35
  18. 18. Majesty, K.I and Herdiansyah. Пустая гроздь плодов пальмового масла как потенциальный источник биомассы при производстве фурфурола в Индонезии: Предварительный план обработки и экологическая перспектива. Дж. Физ. 2019: Conf.Serv.1363012096
  19. 19. Сухайли, С.С., Джаваид, М., Абдулчалил, Х.П.С., Мохаммед, А.Р. и Ибрагим, П. Обзор биокомпозитов масличной пальмы для дизайна и применения мебели: возможности и проблемы. БиоРес. 2012 г.; 7[3], 4400-4423
  20. 20. Wan Rosli, W.D., Law, K.N, and Valade, J.L. Химическое получение целлюлозы из пустых гроздей плодов масличной пальмы, Cellulose Chem.Technol. 1998 год; 32,132-148
  21. 21. Ху, К.С. и Ти, Т.В. Целлюлоза и бумага из пальмового масла. Журнал Аппита. 1991 год; 44(6), 385-388
  22. 22. Ной, А.С., Алао, О.Дж., Аденийи, И.М., Абиола, Дж.К., Айоделе, Э. Б. Влияние лабораторного блендера на характеристики волокон мякоти пустых плодовых гроздей (EFB) Elaeis guineensis Jacq. (пальмовое масло) в производстве бумаги. Международный журнал прикладных исследований и технологий, 2014 г.; Том. 3, № 5, 111 – 117.
  23. 23. Газали А., ВанРосли В.Д. и Лоу К.Н. Механическая обработка пероксидом щелочи (APMP) линоцеллюлозы масличной пальмы: Часть 2. Реакция пустой грозди фруктов (EFB) на предварительную обработку. Аппита Журнал 2006; 59[1], 66-70
  24. 24. Singh, P. Silaiman, O., Hashim, R, Peng, L.C. Использование отходов биомассы при производстве масличной пальмы в качестве сырья для целлюлозно-бумажной промышленности: потенциальные преимущества и угрозы для окружающей среды. Экологическое развитие и устойчивое развитие 2012; 15[2], 367-383
  25. 25. Якоб, С. Прогресс и проблемы в использовании биомассы масличной пальмы. Доклад представлен на Азиатском семинаре по науке и технологиям, спонсируемом Японским агентством по науке и технологиям, 8–9 марта, Джарката, Индоназия, 2007 г. С. 44–47
  26. 26. Оденц Фриас, Э.Дж., Азама, А., Мата-Зей, Л.Е., Хермандез, С. Биоэнергетический потенциал и техническая оценка отходов переработки пальмового масла. Энергия биомассы 2020; 142, 1056-1068. DOI:10.1016/j.biombode2020105668
  27. 27. Tao, H, Sheddon, J.L, Slade, E.M, Ludovic, H, Cul, J.R and Willis, K.J. и другие. (2018). Влияние пустых гроздей плодов масличной пальмы на биоту и функции почвы: тематическое исследование на Суматре, Индонезия. Сельское хозяйство, экосистема и окружающая среда 2018; Том 156 105-113
  28. 28. Cabrales, H и Araque, O. Влияние содержания влаги, длины волокна и времени уплотнения на параметры качества пустых брикетов из брикетов из африканской масличной пальмы. Heliyon 2020, Vol.6, Issue 12, e05607
  29. 29. Дараджат К., Хали В. и Рахайи Д.Э. Оценка жизненного цикла [LCA], использование пустых плодов масличной пальмы в качестве биоэнергии. В материалах конференции AIP 2194. 020019 P.1-7 https://doi.org//10/1063/1.5139751
  30. 30. Чин, Ю.Л. и Шимада, С. Текущее состояние и оценка воздействия на окружающую среду при использовании пустых связок плодов масличной пальмы для топлива, волокна и удобрений: тематическое исследование Малайзии. Биомасса и биоэнергия 2013; 51, 109-124. Doi.10.1066/j.biombioe 2013. 01.012

Разделы

Информация о авторе

  • 1. Введение
  • 2. Фамийт ОПЕФ
    • 65. of OPEFB
  • 5. Заключение
  • Благодарности
  • Конфликт интересов

Ссылки

Реклама

Автор:

Akpan Sunday Noah

Опубликовано: 26 апреля 2021 г. Отредактировано: 4 мая 2021 г. Опубликовано: 18 января 2022 г.

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

© 2021 Автор(ы). Лицензиат IntechOpen. Эта глава распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Melbourne Composition Bunch Exotic Bunch Protea Banksia

    • Нажмите, чтобы увеличить

9 263 продажи |

4,5 из 5 звезд

€20,00

Загрузка

Мало на складе

Включены местные налоги (где применимо) плюс стоимость доставки

Включено в список 8 сентября 2022 г.

13 избранных

Сообщить об этом элементе в Etsy

Выберите причину… С моим заказом возникла проблемаОн использует мою интеллектуальную собственность без разрешенияЯ не думаю, что это соответствует политике EtsyВыберите причину…

Первое, что вы должны сделать, это связаться с продавцом напрямую.

Если вы уже сделали это, ваш товар не прибыл или не соответствует описанию, вы можете сообщить об этом Etsy, открыв кейс.

Сообщить о проблеме с заказом

Мы очень серьезно относимся к вопросам интеллектуальной собственности, но многие из этих проблем могут быть решены непосредственно заинтересованными сторонами. Мы рекомендуем связаться с продавцом напрямую, чтобы уважительно поделиться своими проблемами.

Если вы хотите подать заявление о нарушении авторских прав, вам необходимо выполнить процедуру, описанную в нашей Политике в отношении авторских прав и интеллектуальной собственности.

Посмотрите, как мы определяем ручную работу, винтаж и расходные материалы

Посмотреть список запрещенных предметов и материалов

Ознакомьтесь с нашей политикой в ​​отношении контента для взрослых

Товар на продажу…

не ручная работа

не винтаж (20+ лет)

не принадлежности для рукоделия

запрещены или используют запрещенные материалы

неправильно помечен как содержимое для взрослых

Пожалуйста, выберите причину

Расскажите нам больше о том, как этот элемент нарушает наши правила. Расскажите нам больше о том, как этот элемент нарушает наши правила.

Learn more

 

2011-2017 © МБУЗ ГКП №  7, г.Челябинск.