Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

4 Stand der Forschung: Biomasse in unter- und überkritischem Wasser
1,6-Anhydroglucose, Erythrose und Glykolaldehyd weiterhydrolysieren [Kab-1998,
Mok-1983].
Aufgrund ihrer Rolle als wichtiges Zwischenprodukt des Celluloseabbaus wurde Glucose in
zahlreichen Arbeiten (siehe Kapitel 4.1 und 4.2) als Modellsubstanz für Reaktionen von
cellulosehaltiger Biomasse in unter- und überkritischem Wasser gewählt und soll im
Folgenden zunächst genauer betrachtet werden. Dem schließt sich eine kurze Zusammen-
fassung des Wissenstands bezüglich des Verhaltens von einzelnen Aminosäuren als Modell-
substanzen für proteinhaltige Biomasse in heißem Hochdruckwasser an. Abschließend wird
als Grundlage für mechanistische Überlegungen in Kapitel 6.3 die Chemie von wichtigen
Abbauprodukten in unter- und überkritischem Wasser beleuchtet.
4.1 Zersetzung von Glucose in Abwesenheit von
Sauerstoff
4.1.1 In neutraler Lösung ohne Salzzugabe
Die Zersetzung von Glucose in unter- und überkritischem Wasser wurde schon von
zahlreichen Arbeitsgruppen untersucht. Bereits in den Jahren 1950 bis 1965 wurde be-
obachtet, dass die hydrothermale Zersetzung von wässriger Glucoselösung bei 100 bis 170 °C
und entsprechenden Drücken von 0,1 bis 0,8 MPa über 5-HMF zu Lävulinsäure und Ameisen-
säure oder zu gelbbraunen Polymerisationsprodukten führt [Kir-1965, New-1951, Sin-1948,
Wol-1948]. Dem schlossen sich in den folgenden Jahren Experimente bei höheren
Temperaturen und Drücken sowie teilweise kürzeren Verweilzeiten an. Diese Experimente
sind aufgrund unterschiedlicher Reaktionsbedingungen sowie der Vielzahl an Reaktions-
produkten und der damit verbundenen Beschränkung auf einige wenige identifizierte Produkte
nur bedingt vergleichbar. Trotz dieser Beschränkung wurde versucht, die Einflüsse einzelner
Versuchsparameter so weit wie möglich herauszuarbeiten.
In der betrachteten Fachliteratur beziehen sich Konzentrationsangaben des Reaktorfeeds in
mol L -1 meist auf Standardbedingungen. Wurde davon abweichend die Stoffmengen-
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