Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

6.1 Hydrothermale Zersetzung von Glucose
Die Ausbeuteverläufe in den Abb. 6.9 - 6.14 zeigen tendenziell den zuvor beobachteten
Abbau von hochmolekularen Produkten mit steigender Temperatur und Verweilzeit zu
Gunsten von niedermolekularen Produkten. So wird ab 300 °C Fructose mit zunehmender
Verweilzeit abgebaut und findet sich bei 350 °C wie auch Mannose und 1,6-Anhydroglucose
nur noch in geringen Mengen oder gar Spuren. 5-HMF wird bis 300 °C mit steigender
Verweilzeit aufgebaut und nimmt ab 325 °C wieder ab. Furfural entsteht im mittleren
Temperaturbereich von 325 und 350 °C mit bis zu 5 % (mol mol -1 ).
A C / % (mol mol -1 )
A C / % (mol mol -1 )
50
40
30
20
10
0
20
15
10
5
0
Glykolaldehyd
5-HMF
Fructose
Milchsäure
Hydroxyaceton
Pyruvaldehyd
250 300 350 400 450
T / °C
Abb. 6.14: Auf Kohlenstoff bezogene Ausbeute ausgewählter hydrothermaler Abbauprodukte bei 24 MPa
(T < 374 °C) / 34 MPa (T > 374 °C), w Gluc,0 = 0,3 % (g g -1 ) und 5 - 8 s in Abhängigkeit von der Temperatur.
Durchgezogene Linien: Trend der Messwerte, gepunktete Linie: kritische Temperatur 374 °C.
Als dominierendes niedermolekulares Abbauprodukt findet sich im gesamten untersuchten
Temperaturbereich Glykolaldehyd. Bei unterkritischen Temperaturen nimmt die Glykolalde-
hydausbeute mit der Temperatur von 2 % (mol mol -1 ) bei 250 °C auf 30 % (mol mol -1 ) bei
370 °C stark zu, bleibt aber jeweils relativ konstant über den gesamten Zeitbereich von 4 -
35 s. Erst im überkritischen Bereich 22 , bei 420 °C, zeigt sich eine deutliche Abnahme mit der
Verweilzeit. Hier wird Glykolaldehyd vermutlich zu CH4, CO, CO2 und H 2 vergast, eine
22 Da bei 400 °C im Anlagenbetrieb stärkere Temperatur- und Druckschwankungen auftraten, wurden nur bei
420 °C Messungen durchgeführt.
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