Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

4.2 Oxidative Zersetzung von Glucose
andere unbekannte organische Substanzen mit 1 % (mol mol -1 ) gefunden [Cal-2002]. Die
restlichen 97 % (mol mol -1 ) des eingesetzten Kohlenstoffs fanden sich in gasförmigen
Produkten wieder. Andere Reaktionsprodukte als Milch-, Glykol-, Essig- und Ameisensäure
wurden nicht identifiziert, da der Fokus der Untersuchungen auf der Bildung organischer
Säuren lag. Eine Variation der Sauerstoffmenge von 0 - 100% des stöchiometrischen Bedarfs
erhöhte zunächst die Ausbeuten an Essigsäure und Glykolsäure, senkte sie dann aber wieder
mit zunehmender Sauerstoffmenge. Ohne Sauerstoffzusatz fanden sich auch Ameisensäure
und Milchsäure. Diese wurden aber rasch mit zunehmendem Sauerstoffzusatz abgebaut.
Kritisch anzumerken ist allerdings, dass der verwendete einsträngige Versuchsaufbau mit nur
einem Feedbehälter lediglich bedingte Aussagen zur Reaktionskinetik erlaubt. Eine vorgelegt
Eduktlösung aus Glucose und H2O2 als Sauerstoffquelle wurde zunächst in einer Vor-
heizstrecke mit einer Verweilzeit von 23 s auf Reaktionstemperatur erhitzt und dann dem
Reaktor zugeführt. Das heißt, es lag kein definierter Reaktionsstart bei konkreter Temperatur
und Zeit vor, sondern das Durchlaufen einer Temperaturrampe. Weiterhin wurde zudem die
eigentliche Verweilzeit im Reaktor bei Reaktionstemperatur mit 43 s recht niedrig gewählt.
Die Eduktlösung verbrachte damit ein Drittel der gesamten Reaktionszeit in der
Vorheizstrecke. Als schwerwiegendstes Problem ergibt sich jedoch, dass in der Vorheiz-
strecke eine Reaktion der Glucose mit zwei verschiedenen Oxidationsmitteln erfolgte:
molekularem Sauerstoff, gebildet aus thermischer H2O2-Zersetzung, aber auch direkt H2O2.
Neben den in Kapitel 4.1 geschilderten hydrothermalen Versuchen, untersuchten Holgate et
al. bei gleichen Reaktionsbedingungen (425 - 600 °C, 24,6 MPa, 0,008 - 0,014 molare Edukt-
lösung an Glucose und Verweilzeiten von 6 - 13 s) auch den Abbau von Glucose in über-
kritischem Wasser mit stöchiometrischen Mengen Sauerstoff [Hol-1995a]. Als Grundproblem
stellte sich hierbei dar, dass den Oxidationsreaktionen auch schnelle hydrothermale Abbau-
reaktionen überlagert sind; es findet nicht nur eine Oxidation der Glucose sondern auch derer
hydrothermalen Abbauprodukte statt. Gegenüber der hydrothermalen Zersetzung waren die
Konzentrationen an flüssigen Reaktionsprodukten im Reaktoraustrag stark reduziert. Wie
Abb. 4.6 zu entnehmen ist, wurden entsprechend mehr gasförmige Produkte, hauptsächlich
CO2 und CO, gebildet.
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