Name: Umwandlung von Bio-Haushaltsresten in einen Torfersatz (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Erfahren Sie, wie Bio-Haushaltsreste durch hydrothermale Karbonisierung und thermische Nachbehandlung in wertvollen Hydrochar für nachhaltige Bodenverbesserung umgewandelt werden. Diese Methode reduziert fossile Düngemittel.

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Die Autoren sind dankbar für die finanzielle Unterstützung, die die Europäische Kommission im Rahmen des Programms CharM und AdvCharM des Klima-KIC-Programms und des spanischen Ministeriums für Wissenschaft, Innovation und Universitäten im Rahmen des RTC-2017-6087-5 der "Investigacion, Desarrollo e Innovacion Orientada a los Retos de la Sociedad" Programm und im Rahmen des Severo Ochoa Programms (SEV-2016-0683).

1. Hydrothermale Karbonisierung von Haushaltsresten
<ol><li>Berechnung der geeigneten Wasser- und Biomassemengen für das Reaktionsgemisch.<ol>
<li>Das Reaktionsgemisch muss die Hälfte des Volumens des Autoklaven stutzen. Nehmen wir an, dass die Dichte des Gemisches etwa 1 g/ml beträgt und berechnen Sie die Mengen nach Gewicht. Ungefähr 80 Gew.-% sollten Wasser und der Rest fester Materie sein. Der Gesamtwassergehalt ist nicht entscheidend und kann zwischen 70 und 85 Gew.-% liegen.</li>
		<li>Wählen Sie die Biomasse aus Küchenresten wie Fruchtschalen oder ungenießbaren Gemüseteilen. Mit dem Ziel, eine exakte Massenbilanz für Abschnitt 1 zu berechnen, trocknen Sie eine Probe der Biomasse bei 100–105 °C im Ofen für 2 h oder über Nacht. Die gewonnene Masse ist die feste Materie der Biomasse. Alternativ können Sie Literaturdaten verwenden (die Genauigkeit wird reduziert).</li>
		<li>Berechnen Sie, wie viel nasse Biomasse benötigt wird, um den Autoklaven mit 20 Gew. Feststoff aufzuladen, und wie viel Wasser zusammen mit ihm eingeführt werden soll. Berechnen Sie, wie viel Wasser benötigt wird, um die gewünschte Wassermenge im Reaktor zu erreichen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Aufladen des Autoklaven. VORSICHT: Der Autoklav muss mit einer Berstscheibe mit einem Berstdruck von 50 bar versehen sein.<ol>
<li>Wiegen Sie Biomasse und Wasser, wie in Schritt 1.1.3 berechnet, und führen Sie beide in den Autoklaven ein.</li>
		<li>Schließen Sie den Autoklaven und drücken Sie ihn mit Stickstoff bis zu 20 bar unter Druck. Bestätigen Sie, dass es keinen Druckverlust über 30 min gibt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Schiff ordnungsgemäß und ohne Leckagen geschlossen wird. Lassen Sie den Druck los und schließen Sie das Gefäß wieder.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Karbonisierungsreaktion.<ol>
<li>Schalten Sie das Rühren ein. Den Autoklaven innerhalb von 30 min auf 215 °C erhitzen und die Temperatur mindestens 4 h oder über Nacht halten.</li>
		<li>Überwachen Sie den Druck für die ersten 2 h. In der Regel folgt es der Dampfdruckkurve von Wasser bis zu 21 bar. Wenn der Druck nicht steigt, funktioniert entweder die Heizung nicht richtig, oder das Gefäß ist nicht richtig geschlossen. Wenn dies geschieht, stoppen Sie die Reaktion und überprüfen Sie die Heizung und Abdichtung.</li>
		<li>In seltenen Fällen, z.B. wenn die Biomasse decarboxyliert ist, kann der maximale Druck 5 bis 10 bar höher sein als der 21 bar, der durch Dampfdruck bei 215 °C verursacht wird. Wenn der Druck 35 bar überschreitet, schalten Sie die Heizung aus und unterbrechen Sie die Reaktion. Nachdem es auf Raumtemperatur abgekühlt ist, lassen Sie den verbleibenden Druck vorsichtig los und starten Sie von Schritt 1.3.1 wieder.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rückgewinnung des rohen Hydrochars.<ol>
<li>Wenn der Autoklav durch natürliche Kühlung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, lassen Sie vorsichtig Restdruck frei und öffnen Sie den Autoklaven.</li>
		<li>Trennen Sie Feststoff und Flüssigkeit durch Vakuumfiltration mit einem Buchner-Trichter. Entsorgen Sie die flüssige Phase als wässrige Lösung unter gefährlichen Laborabfällen.</li>
		<li>Den Feststoff bei 100 bis 105 °C im Ofen für 2 h oder über Nacht trocknen. Berechnen Sie die Massenbilanz des ersten Schritts, d.h. der hydrothermalen Karbonisierung (Abschnitt 1). Berücksichtigen Sie dabei das Trockengewicht der Biomasse und das Trockengewicht des Produkts.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Thermische Behandlung von Rohhydrokohle im Batch-Modus
<ol><li>1 g trockene rohe Hydrochar wiegen und auf eine Glasfrige eines Quarzreaktors (Batchreaktor) legen.</li>
	<li>Verwenden Sie bei größeren Mengen wie 10 bis 20 g pelletisiertes Material mit einer Partikelgröße von 0,2 bis 6 mm. Andernfalls könnte das Auftreten bevorzugter Kanäle die homogene Behandlung der Probe behindern.</li>
	<li>Stellen Sie den Heizmantel des Reaktors auf und schließen Sie einen Abflussstickstoffstrom von 20 ml/min an. Legen Sie einen kleinen Becher unter den Reaktorauslass, um kondensierte Flüssigkeiten zu sammeln. Eine Kühlung ist nicht erforderlich.</li>
	<li>Gase am Auslass ansaugen und zum Auspuff leiten oder den gesamten Reaktor in eine Auspuffhaube legen. Erhitzen Sie den Reaktor auf 275 °C mit einer Rampe von 10 Grad/min. Halten Sie die Temperatur für 1 h.</li>
	<li>Wenn Sie wieder auf Raumtemperatur abgekühlt sind, trennen Sie den Gasstrom. Entsorgen Sie die im Becher gesammelte Flüssigkeit auf die nicht halogenierten organischen Rückstände. Das Kohlenstoffmaterial zurückgewinnen und wiegen. Berechnen Sie die Massenbilanz für Abschnitt 2, d.h. die thermische Behandlung, aus den eingesetzten und erhaltenen Massen sowie für die Gesamtreaktion aus der in der thermischen Behandlung gewonnenen Masse und der trockenen Biomasse, die im Karbonisierungsschritt verwendet wird.</li>
</ol>3. Analyse des Endprodukts durch Thermogravimetrie (TG)
<ol><li>Zerkleinern Sie das Produkt in einem Mörtel und wiegen Sie eine 10 mg Probe in einem Tiegel des Geräts.</li>
	<li>Legen Sie den Tiegel in den Autosampler des TG-Geräts und wählen Sie die Analysebedingungen aus: Stellen Sie die maximale Temperatur auf 600 °C und die Arbeitsluft als Kehrgas und eine Temperaturrampe von 10 Grad/min ein.</li>
	<li>Starten Sie die Analyse.</li>
	<li>Quantifizieren Sie den Massenverlust bei 275 °C in der TG-Kurve, indem Sie die Differenz zwischen dem Ausgangsgewicht und dem bei dieser Temperatur beobachteten Gewicht berechnen (siehe Abbildung 2). Geben Sie den Massenverlust als Prozentsatz des Anfangsgewichts an. Vergleichen Sie die Werte von behandelten und rohen Proben. Es wird ein deutlicher Rückgang beobachtet.</li>
</ol>

<ol><li>Titirici, M. M., Thomas, A., Yu, S. H., Mueller, J. O., Antonietti, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Synthesis+of+Mesoporous+Carbons+with+Bicontinuous+Pore+Morphology+from+Crude+Plant+Material+by+Hydrothermal+Carbonization%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Direct Synthesis of Mesoporous Carbons with Bicontinuous Pore Morphology from Crude Plant Material by Hydrothermal Carbonization.</a> Chemistry of Materials. 19 (17), 4205-4212 (2007).</li>
<li>Düdder, H., Wütscher, A., Stoll, R., Muhler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+characterization+of+lignite-like+fuels+obtained+by+hydrothermal+carbonization+of+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Synthesis and characterization of lignite-like fuels obtained by hydrothermal carbonization of cellulose.</a> Fuel. 171, 54-58 (2016).</li>
<li>Funke, A., Ziegler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+biomass%3A+a+summary+and+discussion+of+chemical+mechanisms+for+process+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%2C+Bioproducts+and+Biorefining%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of biomass: a summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering.</a> Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 4 (2), 160-177 (2010).</li>
<li>Titirici, M. M., Thomas, A., Antonietti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Back+in+the+black%3A+Hydrothermal+carbonization+of+plant+material+as+an+efficient+chemical+process+to+treat+the+CO2+problem%3F%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Back in the black: Hydrothermal carbonization of plant material as an efficient chemical process to treat the CO2 problem?</a> New Journal of Chemistry. 31 (6), 787-789 (2007).</li>
<li>Gruda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+and+future+perspective+of+growing+media+in+Europe%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Horticulturae%22%5BJournal%5D)">Current and future perspective of growing media in Europe.</a> Acta Horticulturae. 960, 37-43 (2012).</li>
<li>Benavente, V., Calabuig, E., Fullana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upgrading+of+moist+agro-industrial+wastes+by+hydrothermal+carbonization%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Analytical+and+Applied+Pyrolysis%22%5BJournal%5D)">Upgrading of moist agro-industrial wastes by hydrothermal carbonization.</a> Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 113, 89-98 (2015).</li>
<li>Volpe, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One+stage+olive+mill+waste+streams+valorisation+via+hydrothermal+carbonisation%5BTitle%5D)+AND+%22Waste+Management%22%5BJournal%5D)">One stage olive mill waste streams valorisation via hydrothermal carbonisation.</a> Waste Management. 80, 224-234 (2018).</li>
<li>Sabio, E., Álvarez-Murillo, A., Román, S., Ledesma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+of+tomato-peel+waste+into+solid+fuel+by+hydrothermal+carbonization%3A+Influence+of+the+processing+variables%5BTitle%5D)+AND+%22Waste+Management%22%5BJournal%5D)">Conversion of tomato-peel waste into solid fuel by hydrothermal carbonization: Influence of the processing variables.</a> Waste Management. 47, 122-132 (2016).</li>
<li>Lucian, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+hydrothermal+carbonization+conditions+on+the+formation+of+hydrochars+and+secondary+chars+from+the+organic+fraction+of+municipal+solid+waste%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Impact of hydrothermal carbonization conditions on the formation of hydrochars and secondary chars from the organic fraction of municipal solid waste.</a> Fuel. 233, 257-268 (2018).</li>
<li>Mäkelä, M., Forsberg, J., Söderberg, C., Larsson, S. H., Dahl, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Process+water+properties+from+hydrothermal+carbonization+of+chemical+sludge+from+a+pulp+and+board+mill%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+Technology%22%5BJournal%5D)">Process water properties from hydrothermal carbonization of chemical sludge from a pulp and board mill.</a> Bioresource Technology. 263, 654-659 (2018).</li>
<li>Ulbrich, M., Preßl, D., Fendt, S., Gaderer, M., Spliethoff, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+HTC+reaction+conditions+on+the+hydrochar+properties+and+CO2+gasification+properties+of+spent+grains%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel+Processing+Technology%22%5BJournal%5D)">Impact of HTC reaction conditions on the hydrochar properties and CO2 gasification properties of spent grains.</a> Fuel Processing Technology. 167, 663-669 (2017).</li>
<li>Hu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+carbon+materials+from+the+hydrothermal+carbonization+process+of+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Engineering carbon materials from the hydrothermal carbonization process of biomass.</a> Advanced Materials. 22 (7), 813-828 (2010).</li>
<li>Sevilla, M., Fuertes, A. B., Rezan, D. C., Titirici, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Hydrothermal+Carbon+in+Modern+Nanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Sustainable+Carbon+Materials+from+Hydrothermal+Processes%22%5BJournal%5D)">Applications of Hydrothermal Carbon in Modern Nanotechnology.</a> Sustainable Carbon Materials from Hydrothermal Processes. , 213-294 (2013).</li>
<li>Sánchez, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Greenhouse+gas+emissions+from+organic+waste+composting%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Greenhouse gas emissions from organic waste composting.</a> Environmental Chemistry Letters. 13 (3), 223-238 (2015).</li>
<li>Andersen, J. K., Boldrin, A., Christensen, T. H., Scheutz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Greenhouse+gas+emissions+from+home+composting+of+organic+household+waste%5BTitle%5D)+AND+%22Waste+Management%22%5BJournal%5D)">Greenhouse gas emissions from home composting of organic household waste.</a> Waste Management. 30 (12), 2475-2482 (2010).</li>
<li>Owsianiak, M., Brooks, J., Renz, M., Laurent, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+climate+change+mitigation+potential+of+hydrochars%3A+compounding+insights+from+three+different+indicators%5BTitle%5D)+AND+%22GCB+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Evaluating climate change mitigation potential of hydrochars: compounding insights from three different indicators.</a> GCB Bioenergy. 10, 230-245 (2018).</li>
<li>Lorenz, K., Lal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+application+to+soil+for+climate+change+mitigation+by+soil+organic+carbon+sequestration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Plant+Nutrition+and+Soil+Science%22%5BJournal%5D)">Biochar application to soil for climate change mitigation by soil organic carbon sequestration.</a> Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 177 (5), 651-670 (2014).</li>
<li>Solomon, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indigenous+African+soil+enrichment+as+a+climate-smart+sustainable+agriculture+alternative%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Ecology+and+the+Environment%22%5BJournal%5D)">Indigenous African soil enrichment as a climate-smart sustainable agriculture alternative.</a> Frontiers in Ecology and the Environment. 14 (2), 71-76 (2016).</li>
<li>Glaser, B., Haumaier, L., Guggenberger, G., Zech, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%E2%80%9CTerra+Preta%E2%80%9D+phenomenon%3A+a+model+for+sustainable+agriculture+in+the+humid+tropics%5BTitle%5D)+AND+%22Naturwissenschaften%22%5BJournal%5D)">The “Terra Preta” phenomenon: a model for sustainable agriculture in the humid tropics.</a> Naturwissenschaften. 88 (1), 37-41 (2001).</li>
<li>Fornes, F., Belda, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acidification+with+nitric+acid+improves+chemical+characteristics+and+reduces+phytotoxicity+of+alkaline+chars%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Management%22%5BJournal%5D)">Acidification with nitric acid improves chemical characteristics and reduces phytotoxicity of alkaline chars.</a> Journal of Environmental Management. 191, 237-243 (2017).</li>
<li>Fornes, F., Belda, R. M., Fernández de Córdova, P., Cebolla-Cornejo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+biochar+and+hydrochar+as+minor+to+major+constituents+of+growing+media+for+containerized+tomato+production%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Science+of+Food+and+Agriculture%22%5BJournal%5D)">Assessment of biochar and hydrochar as minor to major constituents of growing media for containerized tomato production.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 97 (11), 3675-3684 (2017).</li>
<li>Busch, D., Kammann, C., Grünhage, L., Müller, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+biotoxicity+tests+for+evaluation+of+carbonaceous+soil+additives%3A+Establishment+and+reproducibility+of+four+test+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Simple biotoxicity tests for evaluation of carbonaceous soil additives: Establishment and reproducibility of four test procedures.</a> Journal of Environmental Quality. 41 (4), 1023-1032 (2012).</li>
<li>Dalias, P., Prasad, M., Mumme, J., Kern, J., Stylianou, M., Christou, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+post-treatments+improve+the+efficacy+of+hydrochar+as+peat+replacement+in+growing+media%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Chemical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Low-cost post-treatments improve the efficacy of hydrochar as peat replacement in growing media.</a> Journal of Environmental Chemical Engineering. 6 (5), 6647(2018).</li>
<li>Busch, D., Stark, A., Kammann, C. I., Glaser, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genotoxic+and+phytotoxic+risk+assessment+of+fresh+and+treated+hydrochar+from+hydrothermal+carbonization+compared+to+biochar+from+pyrolysis%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology+and+Environmental+Safety%22%5BJournal%5D)">Genotoxic and phytotoxic risk assessment of fresh and treated hydrochar from hydrothermal carbonization compared to biochar from pyrolysis.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 97, 59(2013).</li>
<li>Hitzl, M., Mendez, A., Owsianiak, M., Renz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Making+hydrochar+suitable+for+agricultural+soil%3A+A+thermal+treatment+to+remove+organic+phytotoxic+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Chemical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Making hydrochar suitable for agricultural soil: A thermal treatment to remove organic phytotoxic compounds.</a> Journal of Environmental Chemical Engineering. 6 (6), 7029-7034 (2018).</li>
<li>Hitzl, M., Corma, A., Pomares, F., Renz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hydrothermal+carbonization+%28HTC%29+plant+as+a+decentral+biorefinery+for+wet+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Catalysis+Today%22%5BJournal%5D)">The hydrothermal carbonization (HTC) plant as a decentral biorefinery for wet biomass.</a> Catalysis Today. 257 (P2), 154-159 (2015).</li>
<li>Burguete, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fuel+and+chemicals+from+wet+lignocellulosic+biomass+waste+streams+by+hydrothermal+carbonization%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Fuel and chemicals from wet lignocellulosic biomass waste streams by hydrothermal carbonization.</a> Green Chemistry. 18 (4), 1051-1060 (2016).</li>
<li>Zucconi, F., Monaco, A., Forte, M., De Bertoldi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phytotoxins+during+the+stabilization+of+organic+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Composting+of+Agricultural+and+Other+Wastes%22%5BJournal%5D)">Phytotoxins during the stabilization of organic matter.</a> Composting of Agricultural and Other Wastes. , (1985).</li>
</ol>

Marisa Hernandez und Borja Oliver-Tomas sind Mitarbeiter von Ingelia SL, die in diesem Artikel verwendete Hydrochar-Proben hergestellt haben. Maria Consuelo Hernéndez-Soto, Estefana Ponce und Michael Renz haben nichts zu verraten.

Die hydrothermale Karbonisierung ist eine sehr belastbare Methode und liefert immer ein kohlenstoffhaltiges Produkt, d.h. die Hydrochar. Allerdings können Ertrag und Eigenschaften der Hydrochar variieren, nicht nur aufgrund von Reaktionsbedingungen oder Reaktionskontrolle, sondern vielmehr aufgrund der Heterogenität und Variation der Biomasse. Beispielsweise könnte der Massenertrag und der C-Gehalt für lignozelluloseische Biomasse mit einem höheren Ligningehalt oder holzigen Materialien höher sein.
Für den Fall, dass ein höherer Karbonisierungsgrad (quantifiziert durch Elementanalyse) gewünscht wird, kann die Hydrochar der Karbonisierungsreaktion erneut unterzogen werden. Alternativ kann in zukünftigen Reaktionen die Reaktionszeit verlängert oder die Reaktionstemperatur erhöht werden (Vorsicht, autogener Wasserdruck steigt exponentiell mit der Temperatur).
Das Ergebnis der thermischen Behandlung hängt auch von der Zusammensetzung des Rohmaterials ab. Wenn die Biomasse beispielsweise andere organische Bestandteile wie Pflanzenöl umfasst, wird die thermische Behandlung diese flüchtigen Verbindungen vom Feststoff trennen und der Massenverlust wird größer sein.
Im vorliegenden Protokoll werden beide Schritte im Batch-Modus ausgeführt. Für den industriellen Einsatz muss der gesamte Produktionsprozess im kontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden. Die hydrothermale Karbonisierung erfolgt bereits als kontinuierlicher Prozess26,27, aber die thermische Behandlung muss noch weiterentwickelt werden. Das Endziel besteht darin, das OFMSW in ein kohlenstoffhaltiges Material mit Torfeigenschaften umzuwandeln, so dass der Einsatz von Torf (als fossiles Material betrachtet) in der Landwirtschaft und im Gartenbau mit deutlichen Vorteilen für die Umwelt und als Beitrag zum Klima zunimmt. Änderungsminderung.

Die hydrothermale Karbonisierung (HTC) ist eine neue Technologie zur Abfallbewirtschaftung von nassen, lignozelluloseischen Ressourcen. Diese Technologie wurde von Antonietti und Titirici wiederentdeckt und auf Kiefernadeln, Tannenzapfen, Eichenlaub und Orangenschalen1aufgetragen. Dabei wird die Biomasse in Hydrokohle umgewandelt, ein kohlenstoffhaltiger Feststoff ähnlich braunbraun2,3 oder Torf4,5. Seitdem haben viele Restrohstoffe verarbeitet, wie agroindustrielle Abfälle6,7,8, den organischen Anteil an Siedlungsabfällen (OFMSW)9oder Papiermühlenschlamm10. Die Technologie wird auch als Biomassevorbehandlung für Pyrolyse und Vergasung11verwendet. Darüber hinaus bietet das Verfahren moderne nanotechnologische Materialien aus homogenen nachwachsenden Rohstoffen wie Zucker oder Zellulose. Diese fortschrittlichen Materialien haben Potenzial für zukünftige Anwendungen wie Elektroden für wiederaufladbare Batterien, Brennstoffzellen oder Superkapazitatoren, Gasspeicher, Sensoren oder Medikamentenabgabe12,13.
Hydrochar ist ein Kohlenstoffmaterial und könnte als solcher als erneuerbarer fester Brennstoff verwendet werden, insbesondere wenn es aus minderwertigen, heterogenen Ressourcen mit variabler (saisonaler oder regionaler) Zusammensetzung hergestellt wird. Die Produktion von Wasserkohle und ihre Anwendung auf den Boden anstelle ihrer sofortigen Verbrennung werden jedoch einen dreifachen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels leisten. Erstens vermeidet die Wahl von HTC als Abfallwirtschaftstechnologie die Emission des starken Treibhausgases Methan bei der Kompostierung oder die unkontrollierte Zersetzung14,15. Zweitens, die Vermeidung der Verbrennung von Hydrokohle nach kurzer Zeit und die Auftragen auf den Boden, entfernt das Kohlendioxid aus der Atmosphäre für einen längeren Zeitraum, d.h. es besteht in realen Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS)16,17. Drittens sind die verkohlten Böden im Allgemeinen fruchtbarere Böden (schwarze Böden) und das Pflanzenwachstum wird erhöht. 18 , 19 Dies reduziert den Düngemittelverbrauch und die Kohlendioxidemissionen im Zusammenhang mit ihrer Produktion und die Erhaltung der Ressourcen. Darüber hinaus entfernt zusätzliches Pflanzenwachstum mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre.
Obwohl es ganz klar ist, dass es viele offensichtliche Argumente für die Anwendung von Hydrokohle auf den Boden gibt, birgt das Material eine Unannehmlichkeit: Roher Hydrochar verhält sich nicht genau wie Biokohle, die durch Pyrolyse produziert wird. Hydrochar erhöht nicht deutlich das Pflanzenwachstum oder noch schlimmer, häufig verursacht es einen eher negativen Effekt20,21,22. Daher werden die Landwirte nicht ermutigt, sie anzuwenden, und noch weniger, gelddafür zu zahlen. Glücklicherweise kann dieser Nachteil gemildert oder beseitigt werden. Der einfachste Ansatz ist, einfach auf den zweiten Kultivierungszyklus22zu warten. Auch Waschungen20,21,22,23 oder Co-Composting24 sind erfolgreiche Behandlungen für diesen Zweck. All diese Verfahren erfordern jedoch Zeit oder erzeugen einen wässrigen Strom, der weiterer Sorgfalt bedarf.
Kürzlich hat sich gezeigt, dass rohe Hydrokohle einer weichen thermischen Nachbehandlung unterzogen werden kann25. Ziel dieses Verfahrens ist es, die unerwünschten flüchtigen und schädlichen Stoffe einfach zu entschädigen. Der daraus resultierende konzentrierte Fluss hauptsächlich organischer Stoffe kann in situ thermisch valorisiert werden. Dadurch wird die Energiebilanz der HTC-Anlage verbessert und jegliche Sauslagen des Seitenstroms verhindert. Keimungstests zeigen, dass die Behandlung bei Temperaturen von 275 °C oder höher erfolgreich ist.
Das vorliegende Protokoll (siehe Abbildung 1) umfasst zwei Reaktionsschritte und eine einfache Analysemethode zur Bewertung des Reaktionsergebnisses. Im ersten Schritt wird Biomasse in einem Autoklaven bei 215 °C und bei 21-bar Druck in rohen Hydrochar umgewandelt. Hier werden Haushaltsreste als Ausgangsmaterial eingesetzt. Dazu gehören alle Arten von pflanzlichem Material wie Fruchtschalen, Fruchtsteine, ungenießbare Gemüseteile, Kaffeesatz, Küchenpapier, kompostierbare Plastiktüten, etc. Das kohlenstoffhaltige Material wird durch Filtration gesammelt und getrocknet. Für den zweiten Schritt wird es auf einem Glasfritt eines vertikalen Rohrreaktors platziert, der den Gasstrom in Abwärtsströmungsrichtung anwendet. Das Rohr wird für 1 h auf 275 °C erhitzt. Der resultierende Feststoff wird durch Thermogravimetrie (TG) in der Luft analysiert. Der Materialverlust bis 275 °C wird quantifiziert und mit dem bei unbehandeltem Hydrochar beobachteten Verlust verglichen. Das Kohlenstoffmaterial kann weiter durch Elementaranalyse (C, H, N und S), Aschegehalt und Aschezusammensetzung (hauptsächlich Ca, Al, Si und P) charakterisiert werden.

<table><tbody><tr><td>Autoklav mit einem Gefäßvolumen von 100 bis 500 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Röhrenkalzinierungsreaktor mit kontinuierlichem Durchfluss mit Glasfritte</td><td></td><td></td><td>Cuartz-Rohr: 37 cm lang, 20 mm Außendurchmesser, Glasfritte (3 mm dick) in 22 cm Entfernung von der Rohroberkante</td></tr><tr><td>Vakuumfiltersystem</td><td></td><td></td><td>Buchner-Trichter, Filterpapier, Filterkolben</td></tr><tr><td>Ofen zum Trocknen von Proben bei 100 μ�; C</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thermogravimetrischer Analysator</td><td></td><td></td><td>Z.B. Netzsch STA 449F3 Jupiter mit Netzsch STA 449F3 Software und Netzsch ASC Manager Software zur Autosampler-Steuerung</td></tr><tr><td>Alle Könige der pflanzlichen Biomasse (z.B. siehe Tabellen 1 und 2), einschließlich:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kompostierbare Plastiktüten von BASF</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plastiktüten für die Sammlung der organischen Fraktion in Haushalten, bereitgestellt von lokalen Abfallbewirtschaftern</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kompostierbare Kaffeekapseln ecovio (BASF)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

umwandlung von bio-haushaltsresten in einen torfersatz

Transformation of Organic Household Leftovers into a Peat Substitute

Für die Synthese eines Kohlenstoffmaterials mit einer ähnlichen Zusammensetzung und Eigenschaften wie Torf wird ein zweistufiges Verfahren beschrieben. Die produzierte Hydrochar wird für landwirtschaftliche Anwendungen geeignet gemacht, indem pflanzenwachsende hemmende Substanzen entfernt werden. Nasse Haushaltsabfälle wie Fruchtschalen, Kaffeesatz, ungenießbare gemüseteile oder nasses lignozellulosehaltiges Material im Allgemeinen werden in Gegenwart von Wasser bei 215 °C und 21 bar in einem Autoklaven, d. h. durch hydrothermale Karbonisierung, behandelt. Alle diese Reste haben einen beträchtlichen Wassergehalt von bis zu 90 Gewichtsprozent (wt). Das Hinzufügen von Wasser erweitert das Verfahren auf trockenere Materialien wie Nussschalen oder sogar Gartenschnitte und kompostierbare Polymere, d.h. die Plastiktüte zur Sammlung der Reste.
In der Regel wirkt sich das resultierende Kohlenstoffmaterial, Hydrochar, negativ auf das Pflanzenwachstum aus, wenn es dem Boden zugesetzt wird. Es wird angenommen, dass dieser Effekt durch adsorbierte phytotoxische Verbindungen verursacht wird. Eine einfache Nachbehandlung unter inerierter Atmosphäre (Sauerstoffmangel) bei 275 °C entfernt diese Substanzen. Daher wird der rohe Hydrochar auf eine Glasfrige eines vertikalen Quarzreaktors gelegt. Ein Stickstoffgasstrom wird in Abwärtsrichtung aufgebracht. Das Rohr wird mit einem Heizmantel bis zu einer Stunde auf die gewünschte Temperatur erhitzt.
Der Erfolg der thermischen Behandlung wird leicht durch Thermogravimetrie (TG) in der Luft quantifiziert. Ein Gewichtsverlust wird bei Erreichen der Temperatur von 275 °C bestimmt, da der flüchtige Gehalt desorbed ist. Seine Menge wird im Endmaterial im Vergleich zum unbehandelten Hydrochar reduziert.
Die zweistufige Behandlung wandelt Haushaltsreste, einschließlich kompostierbarer Säcke, die für ihre Sammlung verwendet werden, in ein Kohlenstoffmaterial um, das als Projektanträger für Pflanzenwachstum und gleichzeitig als Kohlenstoffsenke für die Eindämmung des Klimawandels dienen kann.

Ein Protokoll zur hydrothermalen Karbonisierung pflanzlicher Lebensmittelabfälle in einem Autoklaven wird vorgestellt, mit anschließender trockener thermischer Behandlung bei 275 °C in einem Kontinuierlichstromreaktor, der flüchtige organische Stoffe entfällt. Ziel ist es, ein Kohlenstoffmaterial herzustellen, das als Bodenänderungsprodukt oder Substratkomponente geeignet ist.

Umwandlung von Bio-Haushaltsresten in einen Torfersatz

A two-step procedure is described for the synthesis of a carbon material with a similar composition and properties as peat. The produced hydrochar is made ...

Wir produzieren einen Torfersatz aus Rückständen. Dieses Verfahren hat ein gewisses Potenzial für die Organisation von organischen Abfällen. Die genaue Zusammensetzung spielt keine Rolle und saisonale Schwankungen werden toleriert.Es bietet eine Alternative zur Verwendung von Hydrokohle als festbrennstoff und trägt damit dazu bei, den Klimawandel durch Kohlenstoffabscheidung und -speicherung zu mildern und fossile Düngemittel einzusparen. Es ist sehr wichtig, die äußeren Klemmen fest zu schließen oder die Drahtzusammensetzung kann sich während des Erhitzens aufgrund von Wasserverlust ändern und die Reaktion muss mit einem frischen Gemisch wiederholt werden. Kümmern Sie sich nicht zu sehr um den Restdruck nach der hydrothermalen Karbonisierung.Die Arbeit mit Biomasse ist unvorhersehbar. Wir beobachten sowohl sehr niedrige als auch sehr hohe Restdrücke. Der Brunnen für die thermische Behandlung muss dünn sein.Wenn es zu dick ist, können bevorzugte Wege mit guter Ursache und heterogener Behandlung auftreten und ungeeignete Materialien produzieren. Wählen Sie zunächst die Biomasse aus Küchenresten wie Fruchtschalen oder ungenießbaren Gemüseteilen aus. Die Probe der Biomasse bei 100-105 Grad Celsius im Ofen für zwei Stunden oder über Nacht trocknen.Wiegen Sie die getrocknete Probe. Berechnen Sie die geeigneten Wasser- und Biomassemengen für das Reaktionsgemisch. Lassen Sie das Reaktionsgemischvolumen die Hälfte des Volumens des Autoklaven und den Wassergehalt während der hydrothermalen Karbonisierung um 85 Gewichtsprozent betragen.Angenommen, die Dichte der Mischung beträgt ca. 1g/ml. Bringen Sie die Biomasse und das Wasser in den Autoklaven ein, der mit der Bruchscheibe versehen und mit einem Berstdruck von 50 bar eingestellt ist. Schließen Sie den Autoklaven und öffnen Sie die Stickstofflinie, um sie bis zu 20 bar unter Druck zu setzen.Überprüfen Sie in den nächsten 30 Minuten das Manometer, um zu bestätigen, dass kein Druckverlust vorliegt, was auf ein ordnungsgemäß geschlossenes Gefäß ohne Leckagen hinweist. Öffnen Sie dann das Auslassventil, um den Druck zu lösen und das Gefäß wieder zu schließen. Schalten Sie nun das Rühren ein.Erhitzen Sie den Autoklaven innerhalb von 30 Minuten auf 215 Grad Celsius und halten Sie die Temperatur für die Karbonisierungsreaktion mindestens vier Stunden oder über Nacht aufrecht. Überwachen Sie den Druck für die ersten zwei Stunden, der sich nach der Dampfdruckkurve für Wasser auf bis zu 21 bar erhöht. Wenn der Autoklav durch natürliche Kühlung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, lassen Sie vorsichtig Restdruck frei und öffnen Sie den Autoklaven.Um die Hydrochar, auf einem Buchner Trichter mit Vakuum zu erholen, gießen Sie das Gemisch, um den Feststoff und Flüssigkeit zu trennen. Entsorgen Sie die flüssige Phase als gefährlichen Laborabfall. Trocknen Sie den Feststoff bei einer Temperatur von 100-105 Grad Celsius im Ofen für zwei Stunden oder über Nacht.Danach die getrocknete Probe wiegen. Berechnen Sie die Massenbilanz der hydrothermalen Karbonisierung. Berücksichtigen Sie das Trockengewicht der Biomasse und das Trockengewicht des Hydrokohleprodukts.Auf einer Glasfrige eines quartaren Quarz-Chargenreaktors 2-3g trockenen, rohen Hydrochar für homogene Behandlung wiegen. Für größere Mengen, wie 10-20g, verwenden Sie pelletisiertes Material mit einer Partikelgröße von 0,2-6mm. In einer Dunstabzugshaube legen Sie eine Thermokopper durch den thermischen Brunnen in den Quarzreaktor ein, wobei das Ende das Bett auf der Frikte erreicht.Legen Sie den Reaktor in den Heizmantel und schließen Sie einen Stickstoffstrom von 20 ml pro Minute an den Reaktor an. Legen Sie eine kleine Glasflasche unter den Reaktorauslass, um kondensierte Flüssigkeiten zu sammeln. Erhitzen Sie den Reaktor auf 275 Grad Celsius mit einer Rampe von 10 Grad pro Minute.Halten Sie diese Temperatur für eine Stunde. Wenn Sie auf Raumtemperatur abgekühlt sind, trennen Sie den Gasstrom. Entsorgen Sie die im Becher gesammelte Flüssigkeit in den nicht halogenierten organischen Abfall.Drehen Sie den Reaktor um, um das Kohlenstoffmaterial in einen Tiegel zurückzugewinnen und wiegen. Berechnen Sie den Massensaldo für die thermische Behandlung. Aus der masse, die in der thermischen Behandlung gewonnen wird, und der trockenen Biomasse, die im Karbonisierungsschritt eingesetzt wird.Zuerst das Produkt in einem Mörtel zerdrücken und 10mg der Probe in einem Tiegel des TG-Geräts wiegen. Legen Sie den Tiegel, der die Probe enthält, in den Auto-Sampler des TG-Geräts und stellen Sie die maximale Temperatur auf 600 Grad Celsius ein. Verwenden Sie Luft als Kehrgas und eine Temperaturrampe von 10 Grad pro Minute.Drücken Sie die Maustaste, um die Analyse zu starten. Quantifizieren Sie den Massenverlust bei 275 Grad Celsius in der TG-Kurve, indem Sie die Differenz zwischen dem Anfangsgewicht und dem bei dieser Temperatur beobachteten Gewicht berechnen. Dieses Protokoll verwandelt Küchenreste in zwei Stufen für landwirtschaftliche Anwendungen geeignete Hydrokohle.Hydrothermale Karbonisierung, gefolgt von einer thermischen Nachbehandlung. In der Karbonisierungsreaktion wird nasse lignozelluloseische Biomasse in ein braunes, kohlenstoffhaltiges Material umgewandelt. Je dunkler die braune Farbe, desto fortschrittlicher ist die Karbonisierungsreaktion.Der Druck während der Karbonisierungsreaktion muss auf mindestens 21 bar erhöht werden, was dem autogenen Dampfdruck bei 250 Grad Celsius entspricht. Im Allgemeinen ist der Druck jedoch irgendwie unvorhersehbar. Es hängt von der Art der Biomasse und dem Zustand der Degradation ab.Die Massenausbeute der Karbonisierung umfasst einen breiten Bereich von 30-90 Gewichtsprozent. Der Massenertrag ist bei holzigerem Material mit hohem Ligningehalt in der Regel höher und bei reinen Zuckerpolymeren wie Stärke niedriger. Die thermogravimetrische Analyse der Hydrochar-Proben zeigt, dass der Verlust von flüchtigen Stoffen zwischen 200 und 300 Grad Celsius thermische Behandlung geringer ist als der Verlust aus rohem Hydrochar.Bei 275 Grad Celsius betrug der Massenverlust 34,6 Gewichtsprozent für die unbehandelte Hydrochar-Probe. Nach der Behandlung bei 200 Grad Celsius wurde eine Reduktion des flüchtigen Gehalts um 17,5% erreicht. Nach Behandlungen bei 250, 275 und 300 Grad Celsius betrug der entsprechende Massenverlust 6,01, 5,17 bzw. 4,22 Gewichtsprozentsätze der Gesamtmasse.Auch der anfängliche Wassergehalt ist nicht entscheidend für das Ergebnis der Reaktion. Berücksichtigen Sie, dass eine konzentriertere Lösung einen höheren Ertrag an organischem Feststoff bietet. Ausgehend von homogeneren Futtervorräten bei Brauereien mit Getreide oder agroindustriellen Rückständen können höherwertige Materialien hergestellt werden.Die Anwendung höherer Temperaturen während der zweiten Behandlung erhöht den Kohlenstoffgehalt. Hydrochar wurde für eine vielfältige Anwendung vorgeschlagen. Zum Beispiel als Lösungsmittel, Aktivkohle oder Elektroden in Batterien.Die Herstellung dieses fortschrittlichen Materials beinhaltet oft einen abschließenden thermischen Schritt. Die hydrothermale Karbonisierungstechnologie wurde bereits auf industriellem Maßstab auf den Markt gebracht. Bei dieser Größe ist der Rohstoff sehr heterogen und variabel.Hier können Sie sehen, wie Gartenreste verarbeitet werden. Derzeit sind die kommerziellen Produkte Pellets, sagten Sie, fester Brennstoff, mit einer zweiten Behandlung wird ein solides Produkt produziert, was den Beitrag der Futtermittel zur Eindämmung des Klimawandels erhöht.

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