-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

HE

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

he_IL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Chemistry
טרנספורמציה של שאריות משק בית אורגניים לתחליף כבול
טרנספורמציה של שאריות משק בית אורגניים לתחליף כבול
JoVE Journal
Chemistry
This content is Free Access.
JoVE Journal Chemistry
Transformation of Organic Household Leftovers into a Peat Substitute

טרנספורמציה של שאריות משק בית אורגניים לתחליף כבול

Full Text
8,916 Views
08:43 min
July 9, 2019

DOI: 10.3791/59569-v

Maria Consuelo Hernández-Soto1, Marisa Hernández-Latorre2, Borja Oliver-Tomas1,2, Estefanía Ponce1, Michael Renz1

1Instituto de TecnologÍa QuÍmica (UPV-CSIC),Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones CientÍficas, 2Ingelia SL

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a protocol for producing a carbon material from vegetable food waste through hydrothermal carbonization followed by thermal treatment. The resulting hydrochar can be used as a soil amendment or substrate component.

Key Study Components

Area of Science

  • Environmental science
  • Waste management
  • Carbon capture

Background

  • Utilization of organic waste is crucial for sustainability.
  • Hydrochar serves as an alternative to fossil fertilizers.
  • Carbon capture and storage can mitigate climate change.
  • Variability in biomass composition is manageable.

Purpose of Study

  • To develop a method for converting kitchen waste into useful carbon materials.
  • To provide a sustainable alternative to traditional soil amendments.
  • To explore the efficiency of hydrothermal carbonization and thermal treatment.

Methods Used

  • Preparation of biomass from kitchen leftovers.
  • Hydrothermal carbonization in an autoclave.
  • Thermal treatment at 275 °C in a continuous flow reactor.
  • Mass balance calculations for hydrochar yield.

Main Results

  • Hydrochar produced is suitable for agricultural applications.
  • Mass yield varies based on biomass type and treatment conditions.
  • Thermal treatment reduces volatile content significantly.
  • Pressure during carbonization is variable and depends on biomass.

Conclusions

  • The protocol effectively transforms organic waste into valuable carbon material.
  • Hydrochar can enhance soil quality and reduce reliance on fossil fertilizers.
  • Further optimization of the process may improve yields and efficiency.

Frequently Asked Questions

What is hydrothermal carbonization?
Hydrothermal carbonization is a process that converts biomass into carbon-rich materials under high temperature and pressure.
Can any type of biomass be used?
Yes, various types of kitchen waste can be utilized, including fruit peels and inedible vegetable parts.
What are the benefits of using hydrochar?
Hydrochar can improve soil quality, serve as a carbon sink, and reduce the need for chemical fertilizers.
How does the pressure affect the carbonization process?
The pressure during carbonization must reach at least 21 bar to ensure effective transformation of biomass.
What is the significance of mass yield?
Mass yield indicates the efficiency of the conversion process and varies based on the type of biomass used.

פרוטוקול של הידרותרמי בזבוז מזון ירקות בחיטוי מוצג, עם טיפול תרמי יבש בעקבות 275 ° c בכור זרימה רציפה desorbing חומרים אורגניים נדיפים. המטרה היא לייצר חומר פחמן מתאים כמוצר תיקון אדמה או מרכיב מצע.

אנו מייצרים תחליף כבול משאריות. הליך זה יש פוטנציאל כלשהו לארגון של פסולת אורגנית. הרכב מדויק לא משנה וריאציות עונתיות נסבלות.

הוא מספק חלופה לשימוש הידרוצ'ר כדלק מוצק וכתוצאה מבכך הוא מסייע למתן את שינוי האקלים על ידי לכידת פחמן ואחסון וחיסכון דשנים מאובנים. חשוב מאוד לסגור את המהדקים החיצוניים חזק או הרכב החוטים עשוי להשתנות במהלך החימום בגלל אובדן מים ואת התגובה חייב לחזור על עצמו עם תערובת טרייה. לא אכפת לי יותר מדי על הלחץ שיורית לאחר פחמן הידרותרמי.

עבודה עם ביומסה, זה בלתי צפוי. אנו מתבוננים הן בלחץ נמוך מאוד והן בלחץ שיורית גבוה מאוד. באר לטיפול התרמי צריך להיות רזה.

אם הוא עבה מדי, מסלולים מועדפים יכולים להתרחש עם סיבה טובה וטיפול הטרוגניים ולייצר חומרים לא מתאימים. כדי להתחיל, בחר את הביומסה משאריות מטבח כגון קליפות פירות או חלקי ירקות בלתי אכילים. יבש את המדגם של הביומסה ב 100-105 מעלות צלזיוס בתנור במשך שעתיים או לילה.

לשקול את הדגימה המיובשת. לחשב את כמויות מתאימות של מים וביומסה עבור תערובת התגובה. יש את נפח תערובת התגובה מחצית נפח autoclave ותכולת המים במהלך פחמן הידרותרמי כמו 85 אחוז משקל.

נניח כי צפיפות התערובת היא כ 1g/ml. הצג את הביומסה והמים לתוך autoclave, אשר מסופק עם דיסק קרע להגדיר בלחץ פרץ של 50 בר. סגור את autoclave ולפתוח את קו החנקן כדי ללחוץ עליו עד 20 בר.

במהלך 30 הדקות הבאות, בדוק את המדחום כדי לוודא שאין אובדן לחץ, המציין כלי סגור כראוי ללא דליפות. לאחר מכן, פתח את שסתום השקע כדי לשחרר את הלחץ ולסגור את כלי השיט שוב. עכשיו, תדליק את ההתערבבות.

מחממים את האוטוקלאב ל-215 מעלות בתוך 30 דקות ושומרים על הטמפרטורה לפחות ארבע שעות או לילה לתגובת הפחמן. לפקח על הלחץ במשך השעתיים הראשונות, אשר מגביר עד 21 בר, בעקבות עקומת לחץ האדים למים. כאשר האוקטקלאב התקרר לטמפרטורת החדר על ידי קירור טבעי, שחרר בזהירות כל לחץ שיורית ופתח את המקלבה האוטומטית.

כדי לשחזר את ההידרוכר, על משפך בוכנר עם ואקום, יוצקים את התערובת כדי להפריד את המוצק והנוזל. השלך את השלב הנוזלי כפסולת מעבדה מסוכנת. יבש את המוצק בטמפרטורה של 100-105 מעלות צלזיוס בתנור במשך שעתיים או לילה.

לאחר מכן, לשקול את הדגימה המיובשת. חשב את מאזן המסה של הפחמן ההידרותרמי. קח בחשבון את המשקל היבש של הביומסה ואת המשקל היבש של מוצר ההידרו-צ'אר.

על פריט זכוכית של כור אצווה קוורץ צינורי, לשקול 2-3 גרם של הידרוצ'ר יבש, גלם לטיפול הומוגני. עבור כמויות גדולות יותר, כגון 10-20g, להשתמש בחומר גלולה עם גודל חלקיקים של 0.2-6mm. במכסה המנוע אדים, להכניס מזוג תרמי דרך גם תרמית לתוך כור קוורץ צינורי עם הקצה להגיע למיטה להציב על פריט.

מניחים את הכור לתוך המעטפת חימום ולחבר את הכור זרימת חנקן של 20 מ"ל לדקה. מניחים בקבוק זכוכית קטן מתחת לשקע הכור כדי לאסוף נוזלים מרוכזים. מחממים את הכור ל-275 מעלות צלזיוס עם רמפה של 10 מעלות לדקה.

שמור על טמפרטורה זו במשך שעה אחת. כאשר מקורר לטמפרטורת החדר, לנתק את זרימת הגז. השלך את הנוזל שנאסף בפקיק לפסולת האורגנית שאינה הלוגנית.

הפוך את הכור כדי לשחזר את חומר הפחמן לתוך כור היתוך ולשקול אותו. לחשב את איזון המסה לטיפול התרמי. מהמסה המתקבלת בטיפול התרמי והביומסה היבשה המועסקים בשלב הפחמן.

ראשית, לרסק את המוצר במכתש ולשקול 10 מ"ג של המדגם בכור היתוך של מנגנון TG. מניחים את כור ההיתוך המכיל את הדגימה במדגם האוטומטי של מנגנון TG ולהתאים את הטמפרטורה המרבית ל 600 מעלות צלזיוס. השתמש באוויר כגז לטאטא רמפת טמפרטורה של 10 מעלות לדקה.

לחץ על לחצן העכבר כדי להתחיל את הניתוח. לכמת את האובדן ההמוני ב 275 מעלות צלזיוס בעקומת TG על ידי חישוב ההבדל בין המשקל הראשוני לבין המשקל שנצפה בטמפרטורה זו. פרוטוקול זה הופך שאריות מטבח להידרוכר המתאים ליישומים חקלאיים בשני שלבים.

פחמן הידרותרמי ואחריו טיפול תרמי לאחר הטיפול. בתגובת הפחמן, ביומסה lignocellulosic רטוב הופך לחומר פחמני בצבע חום. ככל שהצבע החום כהה יותר, כך תגובת הפחמן מתקדמת יותר.

הלחץ במהלך תגובת הפחמן צריך לעלות לפחות 21 בר, שהוא לחץ קיטור אוטוגני ב 250 מעלות צלזיוס. עם זאת, באופן כללי, הלחץ הוא איכשהו בלתי צפוי. זה תלוי בסוג הביומסה וזה מצב של השפלה.

התשואה ההמונית של הפחמן כרוכה בטווח רחב של 30-90 אחוזי משקל. תפוקת המסה בדרך כלל גבוהה יותר עבור חומר מיוער עם תכולת ליגנין גבוהה ונמוך יותר עבור פולימרים סוכר טהור כגון עמילן. ניתוח תרמוגרבימטרי של דגימות הידרוכר מראה את אובדן נדיפים בין 200 ל 300 מעלות צלזיוס טיפול תרמי הוא פחות מאשר אובדן הידרוצ'ר גלם.

ב 275 מעלות צלזיוס, האובדן ההמוני היה 34.6 אחוז משקל עבור מדגם הידרוצ'ר מטופל. לאחר הטיפול ב 200 מעלות צלזיוס, הושגה הפחתה של תוכן נדיף של 17.5%. לאחר טיפולים ב 250, 275 ו 300 מעלות צלזיוס, הירידה ההמונית המקבילה הייתה 6.01, 5.17 ו 4.22 אחוזי משקל של המסה הכוללת, בהתאמה.

כמו כן, תוכן המים הראשוני אינו חיוני לתוצאות התגובה. קח בחשבון כי פתרון מרוכז יותר מספק תשואה גבוהה יותר של חומר מוצק אורגני. החל ממלאי האכלה הומוגני יותר בגרגר עט של מבשלות בירה או שאריות אגרו-תעשייתיות, ניתן לייצר חומרים בעלי ערך גבוה יותר.

החלת טמפרטורות גבוהות יותר במהלך הטיפול השני מגבירה את תוכן הפחמן. הידרוצ'אר הוצע ליישום מגוון. למשל, כממס, מופעל פחמנים או אלקטרודות בסוללות.

הכנת חומר מתקדם זה כרוכה לעתים קרובות צעד תרמי גמר. טכנולוגיית הפחמן ההידרותרמי כבר עלתה בקנה מידה תעשייתי. בגודל זה, חומר הגלם הוא הטרוגניים מאוד משתנה.

כאן, אתה יכול לראות שאריות גינון להיות מעובד. נכון להווה, המוצר המסחרי הם כדורי, אמרת, דלק מוצק, עם טיפול שני, מוצר מוצק מיוצר, הגדלת התרומה של מלאי האכלה להקלה על שינוי האקלים.

Explore More Videos

כימיה סוגיה 149 אוטוקלב compostable פולימר הכור זרימה רציפה תרמוגרבימטריה TG חלק אורגני של פסולת מוצקה עירונית הידרותרמית פיטורעילות לכידת פחמן ואחסון סמ ק הקלה על שינויי האקלים

Related Videos

פוליאתילן גליקול יעיל (PEG) מתווכת טרנספורמציה של מוס Physcomitrella patens

04:54

פוליאתילן גליקול יעיל (PEG) מתווכת טרנספורמציה של מוס Physcomitrella patens

Related Videos

41.6K Views

עיכול אנאירובי של ביו-פלסטיק לייצור ביוגז

01:27

עיכול אנאירובי של ביו-פלסטיק לייצור ביוגז

Related Videos

451 Views

בידוד של מיקרואורגניזמים באדמה אינדיאני עם פוטנציאל לפירוק סרטים מאלצים פלסטיק מתכלים המשמש בחקלאות

13:38

בידוד של מיקרואורגניזמים באדמה אינדיאני עם פוטנציאל לפירוק סרטים מאלצים פלסטיק מתכלים המשמש בחקלאות

Related Videos

31.6K Views

הערכה משולבת אנאירובי העיכול והידרותרמיים פחום ליואנרגיה הפקה

07:34

הערכה משולבת אנאירובי העיכול והידרותרמיים פחום ליואנרגיה הפקה

Related Videos

26.3K Views

הפחתת הדלק של ווילו ווד על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי פחמון

09:46

הפחתת הדלק של ווילו ווד על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי פחמון

Related Videos

8.8K Views

יחיד-תפוקה משלימים שיטות אנליטיות ברזולוציה גבוהה עבור אפיון תערובות מורכבות חומר אורגני טבעי

09:38

יחיד-תפוקה משלימים שיטות אנליטיות ברזולוציה גבוהה עבור אפיון תערובות מורכבות חומר אורגני טבעי

Related Videos

9.3K Views

ייצור, אפיון וכימות ביו-פחם ביער באמצעות כבשני כובעי להבה ניידים

07:27

ייצור, אפיון וכימות ביו-פחם ביער באמצעות כבשני כובעי להבה ניידים

Related Videos

4.1K Views

טיהור ביוגז באמצעות שימוש במערכת מיקרו-אצות-חיידקים בבריכות אצות חצי תעשייתיות בקצב גבוה

07:34

טיהור ביוגז באמצעות שימוש במערכת מיקרו-אצות-חיידקים בבריכות אצות חצי תעשייתיות בקצב גבוה

Related Videos

3.5K Views

מדידת פוטנציאל ביו-מתאן של פסולת שאריות מזון המתעכלת באופן אנארובי עם בוצה המופעלת על ידי פסולת באמצעות רספירומטריה

06:11

מדידת פוטנציאל ביו-מתאן של פסולת שאריות מזון המתעכלת באופן אנארובי עם בוצה המופעלת על ידי פסולת באמצעות רספירומטריה

Related Videos

2K Views

ייצור ובדיקה של התנהגות לחות ותכונות תרמיות של קש לפתית וביו-קומפוזיטים של תפטיר Ganoderma resinaceum

09:39

ייצור ובדיקה של התנהגות לחות ותכונות תרמיות של קש לפתית וביו-קומפוזיטים של תפטיר Ganoderma resinaceum

Related Videos

804 Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code