Hydrothermale Carbonisierung von Kohlenhydraten: Eine kinetische und mechanistische Studie

Hydrothermal Carbonization of Carbohydrates: A Kinetic and Mechanistic Study

Authors

  • Miriam Liebeck,

    Corresponding author
    1. Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Petersenstraße 20, 64287 Darmstadt, Deutschland
    • Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Petersenstraße 20, 64287 Darmstadt, Deutschland
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  • Christian Pfeifer,

    1. Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Petersenstraße 20, 64287 Darmstadt, Deutschland
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  • Prof. Dr. Alfons Drochner,

    1. Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Petersenstraße 20, 64287 Darmstadt, Deutschland
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  • Prof. Dr. G. Herbert Vogel

    1. Technische Universität Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Petersenstraße 20, 64287 Darmstadt, Deutschland
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Abstract

Die hydrothermale Carbonisierung (HTC) ist in Hinblick auf die energetische Verwertung von Biomasse eine vielversprechende Methode. Trotz der langen Historie dieses Verfahrens sind Mechanismus und Kinetik nur unzureichend verstanden. In den hier vorgestellten Experimenten wurde mithilfe der Kombination von Analysenmethoden die Umsetzung von Kohlenhydraten mit sauren und basischen Zusätzen untersucht. Dabei konnte vor allem der Einfluss von Säure auf die Hydrolyse von Cellulose beobachtet werden. Die HTC von Glucose hingegen bleibt weitestgehend von den Zusätzen wie Säure oder Base unbeeinflusst. Durch Veränderung der Reaktionsbedingungen wie der Heizrate können die Biokohle-Eigenschaften wie z. B. die Acidität der Kohle variiert werden.

Abstract

In terms of energy recovery, the hydrothermal carbonization (HTC) is a promising method. Despite the long history of this process, the mechanism and kinetics are poorly understood. For tracing the reaction kinetics a combination of analysis methods has been used. In the presented study the HTC of carbohydrates is examined with addition of acid and base. Thereby, a major influence of acids on the hydrolysis of cellulose can be observed. The HTC of glucose, however, remains largely unaffected by these additives. Furthermore, it was observed that reduced heating rates lead to changes in the biochar acidity.

Ancillary