预处理方法如何影响生物质能源生产的转化效率

预处理方法如何影响生物质能源生产的转化效率

2019-10-16 22:22

  由生物质生产能量的研究通常集中在产生的能量上。但是,考虑到过程中要消耗多少能量也很重要,这是一个经常被忽略的组成部分,该研究所农业,消费者与环境科学学院和Grainger工程学院的农业与生物工程教授Tony Grift说。伊利诺伊大学。

  Grift是一项新研究的合著者,该研究发表在《生物资源技术报告》上,该研究考察了经常用作能源生产生物质的两种产品(巨人mis和甘蔗渣)的生物转化效率。

  他解释说:“我们的目标是确定制备这些材料所需的能量。这是对各种预处理方法及其与转化效率之间关系的全面考察。”

  选择这两种材料是因为它们对能源生产很重要。芒草通常作为观赏作物生长,www.97333.com,但其生物量很高,并且在氮的使用很少的情况下很容易生长。甘蔗渣是将甘蔗压碎以提取糖汁后剩下的副产品。

  这项研究是与来自加州大学伯克利分校的化学家合作完成的。www.34581.com,格里夫特说,跨学科方法使这项研究独特,因为它考虑了整个能量平衡。我的研究人员研究了采伐和预处理材料的能源消耗,而伯克利化学家则专注于将生物质转化为葡萄糖,以用于制造乙醇。

  研究人员定义了固有热值(PIHV)的百分比,该百分比衡量了进入和流出生产过程的能量数量。“它告诉您,您有一定量的生物质,其中包含一定量的能量。您在处理上花费了多少能量?您不想花费超过总能量值的5%,” Grift说。

  研究人员分别对这两种材料进行了九种不同的预处理方法,分别或作为混合物。Grift解释说,由于各种原因完成了预处理。收割农作物后,需要将其运输到加工厂,并提高运输效率,首先将物料进行粉碎处理,将其切碎或切成小块,然后压缩。

  Grift解释说,收割和压缩不会对能量方程式增加太多。能源消耗的主要来源是粉碎或尺寸减小。这使能量消耗降低到了5%。“较小的颗粒尺寸使压缩更容易,”他说。“它对能量产生也更好,因为它为转化过程中附着的酶提供了更大的表面积。但是粉碎需要一定量的能量,因此需要权衡。”

  预处理方法包括切碎和切碎的茎,制粒,粉碎和各种程度的压缩。在这9个治疗组中,有5个包括黑果,三个包括甘蔗渣,一个包括两种产品的混合物。所加工的材料均经历相同的化学过程以释放葡萄糖。

  研究人员还评估了粒径,压缩水平和混合对生物质转化效率的影响。结果表明,粉碎对蜜桔的效率有积极影响,而对甘蔗渣的影响不大,而造粒则相反。研究人员还发现,两种材料的50/50混合物比甘蔗渣具有更高的转化效率,但与单独的猕猴桃相比没有显着差异。

  他解释说:“差异并不大。但是,如果您想做更大的事情,弄清这些事情实际上非常重要。”

  在《生物资源技术报告》上发表了“测量生物量预处理方法对硕果(Micanthus giganteus)和甘蔗渣(B甘蔗渣)的生物转化效率的影响”一文。

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