Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

A C / % (mol mol -1 )
A C / % (mol mol -1 )
50
40
30
20
10
0
10
8
6
4
2
Abb. 6.3: Auf Kohlenstoff bezogene Ausbeuten AC
an Fructose, Mannose, Hydroxyaceton und Ameisensäure
bei 200 °C, 24 MPa und wGluc,0 = 1 % (g g -1 ).
Vorheizungstemperatur 100 °C. Oberes Diagramm:
Hauptprodukte, unteres Diagramm: Produkte in
geringer Konzentration. Linien: Trend der Messwerte.
6.1 Hydrothermale Zersetzung von Glucose
Da Vorheizung und Reaktor ähnliche Volumina 21 (siehe Kapitel 5.1) und damit Verweilzeiten
haben, hatte die gewählte Vorheizungstemperatur von 150 °C wahrscheinlich schon einen
geringen Umsatz der Glucose zu Fructose gemäß Abb. 6.1 und 6.2 zur Folge. Ein Einfluss der
Vorheizungstemperatur wurde an der gleichen Anlage schon von Berg festgestellt [Ber-2005].
Dies wurde in Kauf genommen, da sonst der Zulauf zu kalt in den Strömungsrohrreaktor
eintreten und eine beträchtliche Strecke des Reaktors dem Aufheizen auf Reaktionstemperatur
dienen würde [Ott-2004].
Fructose
0
0 20 40 60 80 100 120 140
τ / s
Mannose
Ameisensäure
Hydroxyaceton
Abb. 6.4: Auf Kohlenstoff bezogene Ausbeuten AC
an hydrothermalen Reaktionsprodukten bei 250 °C,
24 MPa und wGluc,0 = 1 % (g g -1 ). Vorheizungstemperatur
150 °C. AHG = 1,6-Anhydroglucose. Linien:
Trend der Messwerte.
Bei 300 °C bildete sich derart viel festes Braunprodukt, dass es zum Verstopfen der Hoch-
druckanlage kam und der Versuch noch bei der ersten Verweilzeit von 90 s abgebrochen
wurde. Es wurde ein nahezu vollständiger Glucoseumsatz von 99 % beobachtet. Die Kohlen-
21 Streng genommen ist der Vorheizung auch die 300 mm lange Verbindungsstrecke (Rohrinnendurchmesser
2 mm) zum Reaktor mit ca. 1 cm 3 Volumen zuzuschlagen. Dies verlängert die Verweilzeit bei Vorheizungstemperatur
überschlägig auf das 1,5-fache der Reaktor-Verweilzeit.
A C / % (mol mol -1 )
A C / % (mol mol -1 )
30
20
10
0
10
8
6
4
2
Glykolaldehyd
5-HMF
Fructose
Mannose
AHG
Ameisensäure
Hydroxyaceton
0
0 20 40 60 80 100 120 140
τ / s
83