Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

4 Stand der Forschung: Biomasse in unter- und überkritischem Wasser
4.4.8 Milchsäure
Mok und Antal untersuchten den Temperatureinfluss auf den hydrothermalen Abbau einer
0,1 molaren Milchsäurelösung bei 350 - 400 °C, 34 MPa und 30 s Verweilzeit [Mok-1989].
Ein von Mok und Antal formuliertes Reaktionsnetzwerk ist in Abb. 4.10 aufgezeigt.
Abb. 4.10: Reaktionsmechanismus des Milchsäureabbaus in unter- und überkritischem Wasser nach Mok und
Antal [Mok-1989].
Von Milchsäure ausgehend stehen die drei parallelen Reaktionen Decarbonylierung (1), De-
carboxylierung (2) und Dehydratisierung (3) in Konkurrenz. Die gebildeten Produkte gehen
Sekundärreaktionen ein. Acetaldehyd reagiert weiter zu Abbauprodukten wie Essigsäure,
Methan und H2. Acrylsäure kann zu Propionsäure hydriert werden oder zu Ethen decarboxy-
lieren. Gebildetes CO reagiert mit Wasser über die Konvertierungsreaktion zu CO2 und H2.
Zunehmende Temperatur erhöhte nach Tabelle 4.8 den Umsatz von 12 auf 59 %, ohne aber
die Selektivitäten bezüglich der drei Reaktionswege wesentlich zu beeinflussen. Acrylsäure
wurde mit steigender Temperatur zunehmend zu Propionsäure abgebaut.
58
H 2 O + CH 3 CHO
CH 3 COOH,
CH 4 und H 2
- CO Milchsäure
- CO2 (1) (2) (3)
CH 3 CHO + H 2
- H 2 O
C 2 H 4
- CO 2
Acrylsäure
+ H 2
Propionsäure