Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.3d: високий рН (лужний)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31841

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    5.3d висока рН (лужна) попередня обробка

    Існує два можливі результати хімії за обробкою з високим рН: 1) один - це, по суті, реакція деградації, яка звільняє фрагменти лігніну і призводить до розчинення лігніну, а 2) інший - реакції конденсації, які збільшують молекулярний розмір фрагментів лігніну і призводять до лігніну опади. Як бачите, лігнін - складна молекула, з різноманітними зв'язками, тому реакції ускладнюються через складність лігніну. Додавання окислювачів значно покращує делігніфікацію.

    Існує кілька процесів, які були розроблені для цього виду лікування. На малюнку 5.21 показана технологічна схема процесу попередньої обробки вапна. Попередню обробку можна проводити в різних умовах, таких як окислювальні та неокисні умови, короткострокова висока температура (100-200° C, 1-6 год) та довгострокова низька температура (25-65° C, 1-8 тижнів). На малюнку 5.22 показана технологічна схема процесу замочування у водному аміаку (SAA).

    Технологічна схема процесу попередньої обробки вапна, як описано в тексті
    Малюнок 5.21: Схема процесу попередньої обробки вапна*.

    Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 5.21

    Схема процесу попередньої обробки вапна. Біомаса надходить на попередню обробку вапна з вапном і газом кисню. Температури і час цього процесу змінюються. Це близько 1 г Ca (OH) 2 на 1 г біомаси, газ кисню знаходиться на 100psi. Після попередньої обробки біомаса стає суспензією, яка переходить у кондиціонер для миття води. Тверді речовини йдуть на ферментативний гідроліз, де гексози цукру і твердий залишок (лігнін) відокремлюються. Рідини з кондиціонування води переходять до кислотного постгідролізу. Суспензія також може перейти на розділення твердих/рідких речовин. Тверді продукти цього поділу йдуть на кондиціонування води, а рідини йдуть на кислотний постгідроліз. Кислотний постгідроліз дає пентозні цукру.

    Кредит: BEEMS

    Схема технологічного процесу замочування у водному аміаку (SAA)
    Малюнок 5.22: Схема технологічного процесу замочування у водному аміаку (SAA) *.

    Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 5.22

    Схема процесу замочування у водному аміаку (SAA). Біомаса замочується у водному аміаку при температурі 120-180° С. Ця попередня обробка може зайняти від декількох хвилин до годин. Потім біомаса переходить на промивання водою та протипоточне вилуговування. Тверді речовини йдуть на ферментативний гідроліз, де гексози цукрів і твердий залишок відокремлюються. Рідини переходять до кислотного постгідролізу, який видаляє пентозний цукор і лігнін. Це також видаляє розбавлений. NH3, який переробляється.

    Кредит: BEEMS

    Одним з найбільш розвинених процесів високого рН є процес розширення аміачного волокна (AFEX). Лігноцелюлозну біомасу замочують в рідкому аміаку (викликаючи набухання) з подальшим швидким скиданням тиску (викликаючи розширення). Використовується безводний рідкий аміак, і ключові параметри включають температуру, час перебування, концентрацію аміаку та вміст вологи в біомасі. Під час цього процесу практично не відбувається зміни складу, але лігнін переміщується, целюлоза декристалізується, а геміцелюлоза деполімеризується. Цей метод збільшує розмір і кількість мікропор в клітинній стінці, щоб забезпечити більшу доступність хімічних речовин для наступних етапів обробки. Схема процесу показана на малюнку 5.23.

    Технологічна схема процесу AFEX
    Малюнок 5.23: Схема технологічного процесу AFEX*.

    Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 5.23

    Схема процесу AFEX. Біомасу додають аміаком до попередньої обробки AFEX (60-160 С). Попередня обробка може зайняти від декількох хвилин до годин. Аміак переробляється, а тверді речовини йдуть на ферментативний гідроліз, де цукри та твердий залишок відокремлюються. Перед ферментативним гідролізом існує варіант стадії після промивання. Тверді речовини переходять у кондиціонер для миття води, а потім розділення твердих/рідких речовин. Тверді речовини переходять в ферментативний гідроліз, а рідини переходять в кислотний постгідроліз, який дає пентозний цукор.

    Кредит: BEEMS