Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

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4 Stand der Forschung: Biomasse in unter- und überkritischem Wasser säure) als typische Hauptreaktionen die Decarboxylierung und die Desaminierung beobachtet [Sat-2004a]. So fanden sich als Reaktionsprodukte von Alanin in heißem Hochdruckwasser Ethylamin, Ammoniak, Kohlen-, Milch- und Brenztraubensäure sowie in Spuren Acryl-, Propion-, Essig- und Ameisensäure. Bei der Reaktion von Glycin entstanden Methylamin, Ammoniak, Kohlen-, Glykol- und Ameisensäure. Von dem Themenfocus „Entstehung des Lebens in der Tiefsee“ motivierte Untersuchungen zum Aufbau von Proteinen aus einzelnen Aminosäuren unter hydrothermalen Bedingungen weisen tatsächlich auf eine gewisse Bildung von Oligopeptiden hin. Erzielte Ausbeuten sind jedoch sehr gering. So setzten Alargov et al. eine 0,2 molare Glycin-Lösung Temperaturen von 250 - 400 °C und Drücken von 22,2 und 40 MPa aus [Ala-2002]. Dabei oligomerisierte nach 10 s Verweilzeit Glycin zu Di-, Tri- und Tetraglycin sowie Diketopiperazin, einem aus zwei Glycin-Einheiten gebildeten symmetrischen N-Heterozyklus in Form eines Sechsrings. Diketopiperazin stellte mit maximal 5 % (mol mol -1 ) Ausbeute das Hauptprodukt. Diglycin wurde mit maximal 1,5 % (mol mol -1 ) Ausbeute gebildet, die anderen Peptide entstanden nur in Spuren. Weiterhin war ein mengenmäßig über die Oligomerbildung hinausgehender Glycinabbau zu beobachten. Vermutlich wurden, wie oben beschrieben, niedermolekulare Abbauprodukte gebildet, welche mit der von Alargov et al. verwendeten Analytik nicht erfasst werden konnten. Der pH-Wert von dem Reaktor entnommenen Proben wuchs mit der Temperatur an, was auf die Bildung von Aminen oder Ammoniak hindeutet. Bei Druck- erhöhung setzte sich bei sonst identischen Bedingungen weniger Glycin um. Bei Temperaturen über 400 °C erfolgt in zunehmendem Maße Vergasung der Aminosäuren. Schmieder et al. berichten für Glycinlösung 10 bei 600 °C, 25 MPa und 60 - 120 s praktisch vollständige Vergasung zu CO2, CO, H2 und NH3 [Sch-2000]. Oxidativer Abbau in heißem Hochdruckwasser Zum oxidativen Abbau einzelner Proteine oder Aminosäuren in unter- und überkritischem Wasser scheinen bislang noch keine konkreten Kenntnisse vorzuliegen. Allerdings existieren einige Veröffentlichungen zur oxidativen Vernichtung von wässrigen stickstoffhaltigen Abfällen [Got-1999], Aminen [Sch-1999] oder Ammoniak [Coc-1996, Kri-2001] über einen 10 Die eingesetzte Glycinkonzentration wird von den Autoren nicht genannt. 46
4.3 Reaktionen von Aminosäuren SCWO-Prozess. Wie schon in Kapitel 3.2 erwähnt, werden die Stickstoffatome organischer Verbindungen unter SCWO-Bedingungen hauptsächlich zu N2 abgebaut. 47
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Diese Arbeit wurde im Zeitraum vom
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Ich danke herzlich meinem Doktorvat
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5.2 Produktidentifikation..........
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6.2.1 Temperatur- und Verweilzeitei
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A C / % (mol mol -1 ) A C / % (mol
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6.2 Oxidativer Abbau von Glucose di
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6.2.4 Salzeinfluss von Zinksulfat 6
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6.3 Mechanistische Überlegungen Hy
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OH Xylose OH OH OH O OH + H + O OH
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H O 6.3 Mechanistische Überlegunge
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Zerfall Disproportionierung Rekombi
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6.4 Kinetik der Reaktionen von Gluc
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c(CO 2 ) / mmol L -1 Abb. 6.50: Gem
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7 Ergebnisse der Versuche zu Aminos
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8 Simulation eines Rohrbündelwärm
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mit � = Dichte des Fluids als ρ
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V = Fluidvolumen im Rohrbündel / i
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8.1 Wärmetauscher mit reibungsfrei
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u / m s -1 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4
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8.2 Druckverlust über den Wärmeta
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8.3 Resümee Wärmetauscherdesign B
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9 Machbarkeitsbetrachtungen Zunäch
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9.1 Energetische Effizienz und Kost
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für flüssigen Sauerstoff und DKP
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9.2 Vergleich mit konventionellen E
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9.2 Vergleich mit konventionellen E
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9.3 Feedanforderungen Für den Sond
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9.3 Feedanforderungen • organisch
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10 Zusammenfassung und Ausblick Kin
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10 Zusammenfassung und Ausblick sä
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10 Zusammenfassung und Ausblick Als
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10 Zusammenfassung und Ausblick Ein
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Literatur [Ant-1990b] M. J. Antal,
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Literatur [Cal-1987] M. M. Caldeira
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Literatur [Kha-2004] M. S. Khan, S.
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Literatur [Mat-2005] Y. Matsumura,
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Literatur [Qui-2002] A. T. Quitain,
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Literatur [Spu-1993] J. H. Spurk, S
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12 Anhang A Hochdruckanlagen Versuc
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Anhang Versuchen ohne Sauerstoff wa
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Anhang Massenanteil w oder als Stof
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Anhang Dichten bei Reaktionsbedingu
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Abschätzung des Konvertierungsglei
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Anhang Damit lassen sich in Abhäng
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Anhang mischung und anschließendem
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Substanz 25 °C 35 °C 50 °C 58°C
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Anhang 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ppm Tabell
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Substanz NMR-Daten 1 H und 13 C Eth
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Anhang Des Weiteren konnte aufgrund
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Stoffmengenströme Stoffmengenströ
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Die Stoffmengenströme in der Flüs
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A C,i = z C,i⋅˙n i,aus z C,Edukt
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E Messwerte Anhang Es sind die Mitt
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Differentialkreislaufreaktoranlage:
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Anhang Tabelle 12.11: Versuchsdaten
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Anhang Gasanalytik vor. Zum anderen
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Oxidation von Glycin in heißem Hoc
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F Reaktionskinetik Vergleich der Ve
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Modellierung des Sauerstoffverbrauc
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Modellierung des hydrothermalen Abb
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Energiebilanz: [War-1997] ∂��
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zw. wobei wegen �u ∂ h ∂ x
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Anhang Auch wenn die dargestellten
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Wärmetauscher Machbarkeit Anhang B
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Integrierter Apparat (Wärmetausch
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H Kostenberechnung Anhang Die Koste
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Anhang Damit erhält man für Appar
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Exemplarische Berechnung der Entsor
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Anhang Tabelle 12.41: Energiekosten
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Anhang rechnet sich das SCWO-Verfah
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J Funktionscode kinetische Presto-M
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Kontrollstrom keiner Volumenkontrak
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K Programmcode Wärmetauscher-Model
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(* Tabellenausgabe *) xdata = Flatt
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(* Dichte (abhängig von temp in K)
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Dirk Klingler Holzhofallee 1a 64283
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