Name: 유기농 가정용 남은 것을 이탄 대체품으로 전환 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: 학습하세요 수산탄소화 및 열처리를 이용해 가정용 유기농 폐기물을 탄소 소재로 전환하는 방법을. 이 프로토콜은 토양 개량제 및 탄소 포집을 위한 지속가능한 대안을 제공합니다.

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저자는 기후- KIC 프로그램의 CharM 및 AdvCharM에 따라 유럽 위원회와 RTC-2017-6087-5의 "Investigación에서 과학, 혁신 및 대학의 스페인 정부에서받은 재정 지원에 감사드립니다, 데사롤로 e 이노베이션 오리엔타다 로스 레토스 데 라 소시에다드" 프로그램 및 세베로 오초아 프로그램(SEV-2016-0683).

1. 가정용 남은 수열탄화
<ol><li>반응 혼합물에 대한 적당한 양의 물과 바이오매스의 계산.<ol>
<li>반응 혼합물은 오토클레이브의 부피의 절반을 채워야 합니다. 혼합물의 밀도가 약 1 g/mL라고 가정하고 중량별 양을 계산합니다. 약 80 wt %는 물과 나머지 고체 물질이어야합니다. 전체 수분 함량은 중요하지 않으며 70 ~ 85 wt%의 범위일 수 있습니다.</li>
		<li>과일 껍질이나 먹을 수 없는 채소 부품과 같은 주방 에서 바이오 매스를 선택하십시오. 섹션 1에 대한 정확한 질량 균형을 계산하기 위해, 2 시간 또는 하룻밤 동안 오븐에서 100-105 °C에서 바이오 매스의 샘플을 건조. 얻어진 질량은 바이오매스의 고체 물질이다. 또는 문헌 데이터를 사용합니다(정확도가 감소).</li>
		<li>오토클레이브를 20wt%의 고체 물질로 충전하는 데 필요한 습식 바이오매스와 함께 도입될 물의 양을 계산합니다. 반응기에서 원하는 물량에 도달하는 데 필요한 물의 양을 계산합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>오토클레이브를 충전합니다. 주의: 오토클레이브에는 파열 압력이 50bar의 파열 디스크가 제공되어야 합니다.<ol>
<li>1.1.3단계에서 계산된 바이오매스와 물의 무게를 측정하고 오토클레이브에 모두 넣습니다.</li>
		<li>오토클레이브를 닫고 최대 20bar의 질소로 가압합니다. 30분 이상 압력 손실이 없는지 확인합니다. 이를 통해 누출 없이 선박이 제대로 닫힙니다. 압력을 해제하고 용기를 다시 닫습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>탄화 반응.<ol>
<li>교반을 켭니다. 오토클레이브를 30분 이내에 215°C로 가열하고 적어도 4시간 또는 하룻밤 동안 온도를 유지합니다.</li>
		<li>처음 2시간 동안의 압력을 모니터링합니다. 일반적으로, 최대 21bar의 물의 증기압 곡선을 따른다. 압력이 증가하지 않으면 가열이 제대로 작동하지 않거나 용기가 제대로 닫히지 않습니다. 이 경우 반응을 중지하고 가열 및 밀봉을 확인하십시오.</li>
		<li>드문 경우, 예를 들어, 바이오매스가 탈카르복실화되기 쉬운 경우, 최대 압력은 215°C에서 증기 압력으로 인한 21bar보다 5~10bar 높을 수 있습니다. 압력이 35 bar를 초과하면 가열을 끄고 반응을 중단하십시오. 실온으로 냉각된 후 남은 압력을 조심스럽게 방출하고 1.3.1 단계에서 다시 시작합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>원시 하이드로 차의 회수.<ol>
<li>오토클레이브가 자연 냉각에 의해 실온으로 냉각되면 잔류 압력을 조심스럽게 해제하고 오토클레이브를 엽니다.</li>
		<li>부흐너 깔때기로 진공 여과하여 고체와 액체를 분리합니다. 액체 상에 대한 유해 실험실 폐기물 을 수성 용액으로 폐기하십시오.</li>
		<li>고체를 오븐에서 100 ~ 105°C에서 2시간 또는 하룻밤 동안 건조시다. 첫 번째 단계, 즉 수열 탄화(섹션 1)의 질량 균형을 계산합니다. 이를 위해 제품의 바이오 매스의 건조 중량과 건조 중량을 고려하십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 배치 모드에서 원시 하이드로 차의 열 처리
<ol><li>1g의 건조 한 원시 하이드로 차러를 무게와 관 석영 반응기 (배치 반응기)의 유리 프릿에 배치합니다.</li>
	<li>10 ~ 20g과 같은 더 많은 양의 경우, 0.2 ~ 6 mm의 입자 크기를 가진 펠릿 물질을 사용하십시오.</li>
	<li>반응기의 가열 맨틀을 놓고 20 mL / min의 하류 질소 스트림을 연결하십시오. 냉각은 필요하지 않습니다.</li>
	<li>출구에서 가스를 흡인하고 배기 가스에 실시하거나 배기 후드에 전체 반응기를 배치합니다. 10도 /min의 경사로로 반응기를 275 °C로 가열하십시오.</li>
	<li>다시 실온으로 냉각되면 가스 흐름을 분리하십시오. 비커에서 수집된 액체를 비할로겐화 유기 잔류물에 버린다. 탄소 물질을 회수하고 무게를 재니다. 섹션 2, 즉 열 처리, 고용 및 수득된 질량으로부터의 질량 균형을 계산하고, 탄화 단계에서 채택된 열 처리 및 건조 바이오매스로부터의 전체적인 반응에 대해 계산한다.</li>
</ol>3. 열중력측정(TG)에 의한 최종 제품 분석
<ol><li>제품을 박격포로 분쇄하고 장치의 도가니에 10mg 샘플의 무게를 달아보냅니다.</li>
	<li>TG 장치의 자동 샘플러에 도가니를 놓고 분석 조건을 선택합니다: 최대 온도를 600°C로 조정하고 공기를 스윕 가스및 10도/min의 온도 램프로 사용합니다.</li>
	<li>분석을 시작합니다.</li>
	<li>TG 곡선에서 275°C에서 질량 손실을 정량화하여 초기 중량과 이 온도에서 관찰된 차이의 차이를 계산합니다(도 2참조). 질량 손실을 초기 가중치의 백분율로 표현합니다. 처리된 샘플과 원시 샘플의 값을 비교합니다. 명확한 감소가 관찰됩니다.</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>
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</ol>

마리사 에르난데스와 보르자 올리버 -토마스는이 문서에 사용되는 하이드로 차 샘플을 생산 잉겔리아 SL의 직원입니다. 마리아 콘수엘로 에르난데스-소토, 에스테파니아 폰세, 마이클 렌츠는 공개할 것이 없다.

탄화 수소화는 매우 탄력적인 방법이며 항상 탄산 제품, 즉 하이드로차(hydrochar)를 제공합니다. 그러나, 하이드로차의 수율 및 성질은 반응 조건 또는 반응 조절뿐만 아니라 오히려 바이오매스의 이질성 및 변이로 인해 달라질 수 있다. 예를 들어, 리그닌 함량이 높거나 우디 물질이 있는 리그노셀룰로오스 바이오매스의 경우 질량 수율 및 C 함량이 더 높을 수 있습니다.
더 높은 탄화도(원소 분석에 의해 정량화)가 요구되는 경우, 하이드로차르는 탄화 반응에 다시 제출될 수 있다. 대안적으로, 향후 반응 반응 시간이 길어지거나 반응 온도가 증가 될 수 있습니다 (주의, 자율 수압은 온도에 따라 기하 급수적으로 증가).
열 처리의 결과는 또한 원료의 조성에 달려 있습니다. 예를 들어, 바이오매스가 식물성 기름과 같은 다른 유기 성분을 수반하는 경우, 열 처리는 이러한 휘발성 화합물을 고체및 질량 손실로부터 분리시킬 것입니다.
본 프로토콜에서, 두 단계는 배치 모드에서 수행된다. 산업 응용을 위해 전체 생산 공정은 연속 모드에서 수행되어야합니다. 탄화수화는 이미 연속공정(26,27)으로수행되고 있으나, 열처리는 여전히 더 발전되어야 한다. 마지막 목표는 OFMSW를 토탄 특성이 있는 탄산 물질로 변환하여 토탄(화석 재료로 간주)을 고용하는 것이 환경에 대한 명확한 이점을 가진 농업 및 원예의 증가를, 그리고 기후 변화에 기여하는 것입니다. 완화를 변경합니다.

탄화 수열(HTC)은 습식, 리그노셀룰로오스 자원의 폐기물 관리를 위한 새로운 기술입니다. 이 기술은 안토니에티와 티티리치에 의해 재발견되고 소나무 바늘, 소나무 콘, 참나무 잎과 오렌지 껍질1에적용되었다. 이에 의해, 바이오매스는 하이드로차로 전환되고, 탄화2,3 또는 토탄4,5와유사한 탄산고체로 전환된다. 그 이후, 많은 잔류 공급원료는 농공업폐기물 6,7,8,도시고형폐기물(OFMSW)9,또는 제지밀 슬러지10의유기분획과 같은 처리되어 있다. 이 기술은 또한 열분해 및 가스화(11)를위한 바이오매스 전처리로 도 사용된다. 또한, 이 절차는 당이나 셀룰로오스와 같은 동종 재생 자원으로부터 현대 나노 기술 물질을 제공한다. 이러한 첨단 재료는 충전식 배터리, 연료 전지 또는 슈퍼 커패시터, 가스 저장, 센서 또는 약물 전달을 위한 전극으로서 미래의 응용분야에 잠재력을 가지고있다 12,13.
하이드로차르는 탄소 물질이며, 특히 가변(계절적 또는 지역적) 조성을 가진 저값, 이질적인 자원에서 생산될 때 재생 가능한 고체 연료로 사용될 수 있다. 그러나, 하이드로차 생산과 토양에 대한 적용은 즉각적인 연소 대신 기후 변화 완화에 3배의 기여를 할 것입니다. 첫째, HTC를 폐기물 관리 기술로 선택하면 퇴비화 또는 통제되지 않은 분해 시 강력한 온실 가스 메탄의 배출을 방지할 수있습니다 14,15. 둘째, 짧은 시간 후에 하이드로차의 연소를 피하고 이를 토양에 적용하고, 대기로부터 이산화탄소를 더 긴 시간 동안 제거하며, 즉, 실제 탄소 포집 및 저장(CCS)16,17로구성된다. 셋째, 일반적으로, 숯화 개정 토양은 더 비옥한 토양(흑색 토양)과 식물의 성장이 증가한다. 18세 , 19 이것은 자원을 보존하는 것 외에도 생산과 관련된 비료 사용및 이산화탄소 배출을 줄입니다. 또한, 추가 식물 성장은 대기에서 더 많은 이산화탄소를 제거합니다.
토양에 하이드로 차르를 적용하기위한 많은 명백한 인수가 있다는 것은 분명하지만, 재료는 불편함을 수반합니다 : 원시 하이드로 차르는 열분해에 의해 생성되는 바이오 차르와 정확히 동일하게 행동하지 않습니다. 하이드로차르는 식물의 성장을 명확하게 증가시키지 않거나 더 악화시키지 않으며, 자주20,21,22의다소 부정적인 영향을 일으킨다. 따라서, 농민은 그것을 적용 하는 것이 좋습니다 되지 않습니다., 그리고 그것에 대 한 돈을 지불 하는 더 적은. 다행히도 이러한 단점을 완화하거나 제거할 수 있습니다. 가장 쉬운 방법은 단순히 두 번째 재배 주기(22)를기다리는 것입니다. 또한 세척20,21,22,23 또는 공동 퇴비화24는 이를 위한 성공적인 치료법이다. 그러나 이러한 모든 절차에는 시간이 필요하거나 추가 관리가 필요한 수성 스트림을 생성합니다.
최근에는 원시 하이드로차(25)가 연열 후 처리될 수 있는 것으로 나타났다. 이 절차의 목적은 단순히 원치 않는 휘발성 및 유해 물질을 desorb하는 것입니다. 주로 유기물의 농축 된 흐름은 그 면에서 열적으로 평가 될 수 있습니다. 따라서 HTC 플랜트의 에너지 균형이 개선되고 측면 스트림의 환경 적 위험이 방지됩니다. 발아 시험은 275 °C 이상 온도에서 수행 될 때 치료가 성공적임을 보여줍니다.
본 프로토콜(도 1참조)은 반응 결과의 평가를 위한 2개의 반응 단계 및 1개의 간단한 분석 방법을 포함한다. 첫 번째 단계에서 바이오매스는 215 °C에서 21bar 압력에서 오토클레이브에서 원시 하이드로차로 변환됩니다. 여기서, 가정용 남은 것은 시작 재료로 사용됩니다. 여기에는 과일 껍질, 과일 돌, 먹을 수없는 야채 부품, 커피 찌꺼기, 주방 용지, 퇴비 비닐 봉지 등과 같은 모든 종류의 야채 재료가 포함됩니다. 탄산 물질은 여과에 의해 수집되고 건조된다. 제2 단계의 경우, 하향 유동 방향으로 가스 흐름을 인가하는 수직 관형 반응기의 유리 프릿에 배치된다. 튜브는 1시간 동안 275°C로 가열된다. 생성된 고체는 공기 중의 열중력측정(TG)에 의해 분석됩니다. 275°C까지의 물질 손실은 처리되지 않은 하이드로차로 관찰된 손실과 비교하여 정량화된다. 탄소 물질은 원소 분석(C, H, N 및 S), 회분 함량 및 회분 조성물(주로 Ca, Al, Si 및 P)을 특징으로 할 수 있다.

<table><tbody><tr><td>100-500 mL</td><td></td><td></td><td></td>의 용기 부피를 가진 오토 클레이브</tr><tr>유리 프릿 <td></td><td></td> Cuartz 튜브<td>가있는 연속 흐름 관형 소성 반응기</td><td>: 길이 37cm, 외경 20mm, 튜브 상단에서 22cm의 유리 프릿 (3mm 두께)</td></tr><tr><td>진공 여과 시스템</td><td></td><td></td><td>Buchner 깔때기, 여과지, 필터 플라스크</td></tr><tr><td>100 °deg에서 샘플 건조용 오븐; C</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>열중량 분석기</td><td></td><td></td><td>예: Netzsch STA 449F3 Jupiter, Netzsch STA 449F3 소프트웨어 및 Autosampler 제어를 위한 Netzsch ASC Manager 소프트웨어</td></tr>, <tr><td>식물성 바이오매스의 모든 왕(예: 표 1 및 2 참조) 포함:</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>BASF</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>의 퇴비화 가능한 비닐 봉지지역 폐기물 관리자가</td><td></td><td></td><td></td>제공하는 가정의 유기물 분획 수거용 비닐 봉지</tr><tr><td>퇴비화 가능한 커피 캡슐 ecovio(BASF)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

유기농 가정용 남은 것을 이탄 대체품으로 전환

Transformation of Organic Household Leftovers into a Peat Substitute

2단계 절차는 이탄과 유사한 조성 및 성질을 가진 탄소 물질의 합성에 대해 설명된다. 생산된 하이드로차르는 식물 재배 억제 물질을 제거하여 농업 응용 분야에 적합하게 만들어집니다. 과일 껍질, 커피 찌꺼기, 먹을 수 없는 식물성 부품 또는 습식 리그노셀룰로오스 물질과 같은 습식 가정용 폐기물은 일반적으로 215°C 및 21bar의 오토클레이브, 즉 탄화 수열에 의해 물이 있는 상태로 처리됩니다. 이 모든 남은 것은 최대 90 중량 %(wt%)의 상당한 수분 함량을 갖는다. 물을 추가하면 견과류 나 정원 가지 치기 및 퇴비화 폴리머와 같은 건조 한 재료, 즉 남은 것을 수집하기위한 비닐 봉지로 절차를 확장합니다.
일반적으로 하이드로차(hydrochar)라고 불리는 탄소 물질은 토양에 첨가될 때 식물 성장에 부정적인 영향을 미칩니다. 이 효과 흡착 된 식물 독성 화합물에 의해 발생 하는 가정. 275 °C에서 불활성 분위기 (산소의 부재)에서 간단한 후 처리는 이러한 물질을 제거합니다. 따라서, 원시 하이드로차르는 수직 관형 석영 반응기의 유리 프릿 상에 배치된다. 질소 가스 흐름은 하향 흐름 방향으로 적용됩니다. 튜브는 최대 1 시간 동안 가열 맨틀을 통해 원하는 온도로 가열됩니다.
열 처리의 성공은 공기 에서 수행되는 열중력측정법(TG)에 의해 쉽게 정량화됩니다. 체중 감소는 휘발성 함량이 탈지되기 때문에 275 °C의 온도에 도달 할 때 결정됩니다. 그 양은 처리되지 않은 하이드로 차르에 비해 최종 물질에서 감소된다.
2단계 처리는 수거용 퇴비봉투를 포함한 가정용 남은 쓰레기를 식물 성장 촉진제 역할을 할 수 있는 탄소 소재로 전환하고 동시에 기후 변화 완화를 위한 탄소 싱크대역할을 합니다.

오토클레이브에서 식물성 음식물 쓰레기의 수열 탄화 프로토콜이 제시되고, 휘발성 유기 물질을 탈지하는 연속 유동 반응기에서 275 °C에서 후속 건식 열 처리가 제공됩니다. 목표는 토양 수정 제품 또는 기판 성분으로 적합한 탄소 물질을 생산하는 것입니다.

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 ...

우리는 잔류물에서 토탄 대용품을 생산합니다. 이 절차는 유기 폐기물의 조직에 대한 몇 가지 잠재력을 가지고있다. 정확한 구성은 중요하지 않으며 계절적 변화는 용납됩니다.하이드로차를 고체 연료로 사용하는 대안을 제공하며, 이를 통해 탄소 포획 및 저장 및 화석 비료 절감을 통해 기후 변화를 완화하는 데 도움이 됩니다. 외부 클램프를 단단히 닫는 것이 매우 중요하거나 와이어 조성물은 수분 손실로 인해 가열 중에 변경될 수 있으며 반응은 신선한 혼합물로 반복되어야 합니다. 수열 탄화 후 잔류 압력에 대해 너무 신경 쓰지 마십시오.바이오매스와 함께 작업, 그것은 예측할 수 없습니다. 우리는 매우 낮고 매우 높은 잔류 압력을 관찰합니다. 열 처리를 위한 우물은 얇아져야 합니다.너무 두껍으면 우대 경로는 좋은 원인과 이질적 치료로 발생하고 부적절한 물질을 생산할 수 있습니다. 먼저 과일 껍질이나 먹을 수 없는 채소 부품과 같은 주방 남은 음식에서 바이오매스를 선택하십시오. 바이오매스의 샘플을 오븐에서 섭씨 100-105도에서 2시간 또는 하룻밤 동안 건조시다.말린 시료의 무게. 반응 혼합물에 적합한 양의 물과 바이오매스를 계산합니다. 수열 탄화 시 오토클레이브 의 부피의 절반과 수열 탄화 시 수분 함량의 반을 85 중량%로 반응 혼합물을 갖습니다.혼합물의 밀도가 약 1g/ml라고 가정합니다. 파열 디스크가 제공되고 50 bar의 파열 압력으로 설정되는 오토클레이브에 바이오매스와 물을 소개합니다. 오토클레이브를 닫고 질소 선을 열어 최대 20bar까지 가압합니다.다음 30분 동안 기마계를 확인하여 압력 손실이 없는지 확인하여 누출 없이 제대로 닫힌 선박을 나타냅니다. 그런 다음 콘센트 밸브를 열어 압력을 방출하고 선박을 다시 닫습니다. 이제 교반을 켭니다.오토클레이브를 섭씨 215도로 30분 이내에 가열하고 탄산화 반응을 위해 최소 4시간 또는 하룻밤 동안 온도를 유지합니다. 물에 대한 증기 압력 곡선에 따라 최대 21 bar까지 증가하는 처음 2 시간 동안 압력을 모니터링하십시오. 오토클레이브가 자연 냉각에 의해 실온으로 냉각되면 잔류 압력을 조심스럽게 방출하고 오토클레이브를 엽니다.하이드로카를 복구하려면 진공이 있는 부흐너 깔때기에 혼합물을 부어 고체와 액체를 분리합니다. 액체 상을 유해 실험실 폐기물로 폐기하십시오. 오븐에서 섭씨 100-105도의 온도에서 고체를 2시간 또는 하룻밤 동안 건조시다.그 후, 말린 샘플을 계량. 수열 탄화의 질량 균형을 계산합니다. 바이오매스의 건조 중량과 하이드로차 제품의 건수를 고려하십시오.관 석영 배치 반응기의 유리 프릿에, 균일 한 처리를위한 건조, 원시 수소화형 의 2-3g의 무게. 10-20g과 같은 더 큰 양의 경우 입자 크기가 0.2-6mm인 펠릿화된 재료를 사용하십시오. 연기 후드에 열 커플러를 튜브 석영 반응기에 잘 삽입하고 끝은 프릿에 놓인 침대에 도달합니다.반응기를 가열 맨틀에 넣고 반응기에 분당 20ml의 질소 흐름을 연결합니다. 응축된 액체를 수집하기 위해 원자로 출구 아래에 작은 유리 병을 놓습니다. 원자로를 분당 10도의 경사로로 섭씨 275도로 가열합니다.이 온도를 1시간 동안 유지합니다. 실온으로 냉각되면 가스 흐름을 분리합니다. 비할로겐화되지 않은 유기 폐기물에 비하커에서 수집 된 액체를 폐기하십시오.원자로를 뒤집어 탄소 물질을 도가니로 회수하고 계량합니다. 열 처리를 위한 질량 균형을 계산합니다. 탄화 단계에서 사용되는 열 처리 및 건조 바이오매스에서 수득된 질량으로부터.먼저, 박격포에서 제품을 분쇄하고 TG 장치의 도가니에서 샘플의 10mg의 무게를 측정합니다. TG 장치의 자동 샘플러에 샘플을 포함하는 도가니를 배치하고 최고 온도를 섭씨 600도로 조정한다. 공기를 스윕 가스와 분당 10도의 온도 경사로로 사용합니다.마우스 버튼을 눌러 분석을 시작합니다. TG 곡선의 질량 손실을 275도에서 정량화하여 초기 중량과 이 온도에서 관찰된 중량의 차이를 계산합니다. 이 프로토콜은 부엌 남은 것을 두 단계로 농업 응용 분야에 적합한 하이드로차로 변환합니다.수열 탄화 후 열 처리. 탄화 반응에서, 습식 리놀룰로오스 바이오매스는 갈색 색의 탄산염 물질로 변형된다. 갈색이 어두워진 수록 탄산화 반응이 더 진보된다.탄화 반응 중 압력은 섭씨 250도에서 자가성 증기 압인 최소 21bar로 증가해야 합니다. 그러나 일반적으로 압력은 어떻게 든 예측할 수 없습니다. 그것은 바이오 매스의 종류에 따라 달라 집니다 그리고 그것은 저하의 상태.탄화의 질량 수율은 30-90 중량 %에서 넓은 범위를 포함한다. 질량 수율은 일반적으로 높은 리그닌 함량을 가진 우디 재료에 대해 더 높고 전분과 같은 순수 설탕 폴리머의 경우 낮습니다. 하이드로차 시료의 열역학 분석은 200~300°C 의 휘발성 감소가 원시 하이드로차로부터의 손실보다 적음인 것을 나타낸다.섭씨 275도에서, 질량 손실은 처리되지 않은 하이드로차 견본을 위한 34.6 중량%이었습니다. 섭씨 200도에서 치료한 후 휘발성 함량이 17.5% 감소했습니다. 섭씨 250, 275 및 300도에서 치료한 후, 해당 질량 손실은 각각 6.01, 5.17 및 4.22 중량 백분율이었습니다.또한 초기 수분 함량은 반응의 결과에 중요하지 않습니다. 보다 농축된 솔루션이 유기 고체 재료의 높은 수율을 제공한다는 점을 고려하십시오. 양조업자 펜 곡물 또는 농업 산업 잔류물에서 더 균일 한 공급 주식에서 시작하여 더 높은 가치의 재료를 생산할 수 있습니다.두 번째 처리 중에 더 높은 온도를 적용하면 탄소 함량이 증가합니다. 하이드로차는 다양한 응용 프로그램에 제안되었습니다. 예를 들어, 용매로서, 배터리의 활성 탄또는 전극.이 고급 재료의 준비는 종종 마무리 열 단계를 포함한다. 수열 탄화 기술은 이미 산업 규모로 확장되었습니다. 이 크기에서 원료는 매우 이질적이고 가변적입니다.여기에서 원예 잔류물이 처리되는 것을 볼 수 있습니다. 현재, 상용 제품은 펠릿, 고체 연료, 제2 처리와 함께, 고체 제품이 생산되어 기후 변화 완화에 대한 공급 주식의 기여도를 증가시다.

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Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

폐수에서 침전된 고형물을 모방한 합성 슬러지가 파종된 밀봉된 무산소 반응기인 혐기성 소화조로 시작하십시오.슬러지에는 혼합 미생물 군집인 중온성 혐기성 미생물이 포함되어 있습니다.이 미생물은 적당한 온도에서 번성하며 슬러지 유기물의 소화를 촉진합니다.슬러지를 지속적으로 혼합하여 박테리아 활동을 유지하고 소화를 촉진합니다.나중에 생분해성 폴리머인 바이오플라스틱을 슬러지에 첨가합니다.배양하는 동안 가수분해 박테리아가 바이오플라스틱에 부착되어 수용성 화합물로 전환됩니다.그런 다음 발효 박테리아는 이러한 화합물을 단쇄 유기산인 휘발성 지방산으로 변환합니다.메탄을 생성하는 미생물인 메탄 생성 물질은 이러한 산을 활용하여 메탄 가스와 이산화탄소를 생성하여 바이오가스를 형성합니다.바이오가스는 출구를 통해 반응기를 빠져나가 가스 샘플링 백에 수집됩니다.이 공동 소화 방법을 사용하면 바이오 플라스틱과 슬러지를 재생 가능한 바이오가스로 효율적으로 소화할 수 있습니다.

바이오가스 생산을 위한 바이오플라스틱의 혐기성 소화

라벨 플라스틱 필름은 "생분해 성"뿌리 덮개로 농업 사용을 위해 상업적으로 사용할 수 있습니다. 경작 매력적인 처리 방법을 나타냅니다 있지만, 현장 조건에서 분해가 제대로 이해된다. 본 연구의 목적은 현장 매장 한 후 플라스틱 뿌리 덮개 필름을 식민지 기본 토양 곰팡이와 박테리아를 분리하는 방법을 개발하는 것이 었습니다.

생분해 성 플라스틱 뿌리 덮개 필름을 부셔 가능성이있는 기본 토양 미생물의 분리가 농업에 사용

소설 상향 류 혐기성 솔리드 스테이트 (UASS) 반응기는 섬유 원료로부터 바이오 가스 생산을 위해 사용되었다. UASS 반응기에서 Digestate 열수 가압 회분식 반응기에서 HTC의 바이오 숯으로 탄화되었다. 이 바이오 에너지 개념의 통합은 전반적 바이오 에너지의 생산을 증가시키기 위해 본 연구에 적용 하였다.

바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

액체 제품의 수율을 최대화하는 것을 목표로 하는 바이오매스 잔류물의 열화학적 변환 절차가 제시됩니다(빠른 열분해). 이는 산업 규모에서 입증된 기술을 기반으로 하며 특히 밀짚 유형의 바이오매스를 처리하는 데 적합합니다.

트윈 스크류 혼합 반응기에서 바이오 매스 잔류의 빠른 열분해

저온 마이크로파 보조 열가 탄 화 처리에 의해 저급 바이오 매스 로부터 고갈 된 방출 전 구체를 위한 프로토콜이 제시 된다. 이 프로토콜은 마이크로파 매개 변수와 바이오 석탄 제품 및 공정 수의 분석을 포함 한다.

저온 마이크로파 보조 열 량 화에의 한 버드 나무 연료 방출 감소

이 프로토콜 자연 유기 물질과 다른 생태계에서 미생물 단백질의 완전 한 쌍 특성에 culminating 보완 분석 및 omics 기술에 대 한 단일 처리량을 설명 합니다. 이 이렇게 강력한 비교 대사 경로 및 변환을 설명 하는 온실 가스 생산 및 환경 변화에 대 한 응답을 예측에 대 한 중요 한 식별 수 있습니다.

복잡 한 자연 유기 물질 혼합물을 특성화에 대 한 단일 처리량 보완 고해상도 분석 기법

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유기농 가정용 남은 것을 이탄 대체품으로 전환

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