Healthcare

A sustainable woody biomass biorefinery

Description
A sustainable woody biomass biorefinery
Categories
Published
of 41
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
   LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Kemiantekniikan koulutusohjelma Erotustekniikan laboratorio Kandidaatintyö BIOMASSAHYDROLYSAATTIEN PUHDISTUS UUTOLLA Tarkastaja: Professori Tuomo Sainio Ohjaaja: DI Jussi Tamminen Lappeenranta 05.10.2013 Tuomas Suikkanen    TIIVISTELMÄ Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto Teknillinen tiedekunta Kemiantekniikan koulutusohjelma Tuomas Suikkanen Biomassahydrolysaattien puhdistus uutolla Kandidaatintyö 2013 40 sivua, 13 kuvaa, 3 taulukkoa Tarkastaja: Professori Tuomo Sainio Ohjaaja: DI Jussi Tamminen Hakusanat: Hydrolysaattien puhdistus, reaktiivinen uutto, suurleikkausjännityssekoitin (leikkaussekoitin). Lignoselluloosasta koostuvasta biomassasta valmistetaan hydrolysoimalla sokereita, jotka jatkojalostetaan fermentoimalla bioetanoliksi. Bioetanolia käytetään fossiilisten polttoaineiden korvaajana esimerkiksi ajoneuvoissa. Bioetanolin valmistuksessa pyritään mahdollisimman hyvään saantoon, jotta sen valmistus olisi taloudellisesti kannattavaa. Hydrolyysin aikana syntyy sokerien lisäksi orgaanisia happoja, furaanin  johdannaisia sekä fenolisia yhdisteitä. Yleisimpiä syntyviä yhdisteitä ovat muun muassa etikkahappo, furfuraali ja hydroksimetyylifurfuraali. Nämä yhdisteet haittaavat sokerien fermentointiprosessia ja pienentävät etanolin saantoa. Fermentointiprosessia haittaavien yhdisteiden poistoon hydrolysaattiliuoksesta voidaan käyttää esimerkiksi haihdutusta, membraanierotusta, adsorptiota, saostusta, sekä uuttoa. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia leikkaussekoittimen soveltuvuutta biomassahydrolysaatin epäpuhtauksien erotukseen. Lisäksi kirjallisuusosassa on esitetty hydrolysointiprosessissa syntyviä haitta-aineita ja niiden erotusmenetelmiä.    ABSTRACT Lappeenranta University of Technology Faculty of Technology Degree Program of Chemical Engineering Tuomas Suikkanen Detoxification of biomass hydrolysates by extraction Bachelor’s thesis  2013 40 pages, 13 figures, 3 tables Examiner: Prof. Tuomo Sainio Supervisor: M.Sc. (Tech.) Jussi Tamminen Keywords: detoxification of hydrolysates, reactive extraction, High Shear Mixer Hydrolysis of lignocellulosic biomass is used to produce sugars that are processed to bioethanol using fermentation. Bioethanol is used as an alternative for fossil fuels for example in vehicles. Primary target is to achieve good efficiency in bioethanol production so that ethanol production is economical. During the hydrolysis process in addition to sugars there forms several other compounds such as organic acids, furan derivatives and fenolic compounds. For example acetic acid, furfural and hydroxymethylfurfural are common compounds that derive from lignocellulosic biomass. These compounds inhibit fermentation process and reduces ethanol yield. Different separation methods, such as pervaporation, membrane separation, adsorption, over-liming and extraction, have been developed to remove these compounds from hydrolysate solution. The main objective of this thesis was to examine reactive liquid-liquid extraction combined with High Shear Mixer (HSM) as a separation method for biomass hydrolysate inhibitors. Additionally, different inhibitors and separation methods that have been developed to overcome these inhibitors are introduced in the literature part of the thesis.   SISÄLLYSLUETTELO LYHENTEET JA SYMBOLIT ............................................................................... 5   1   JOHDANTO .................................................................................................... 6   2   BIOMASSAN HYDROLYYSI ....................................................................... 7   2.1   Hydrolyysin tuotteet .................................................................................. 8   2.2   Hydrolyysissä syntyvät fermentointia inhiboivat yhdisteet ...................... 8   2.2.1.   Orgaaniset hapot .............................................................................. 11   2.2.2.   Furaanin johdannaiset ...................................................................... 11   2.2.3.   Fenoliset yhdisteet ........................................................................... 11   2.2.4.   Muut epäpuhtaudet .......................................................................... 12   3   BIOMASSAHYDROLYSAATTIEN PUHDISTUSMENETELMÄT ......... 12   3.1   Haihdutus ................................................................................................ 13   3.2   Membraanierotus .................................................................................... 13   3.3   Adsorptio ................................................................................................. 14   3.4   Saostus ja neutralointi ............................................................................. 15   3.5   Biologiset menetelmät ............................................................................ 16   4   UUTTO PUHDISTUSMENETELMÄNÄ .................................................... 17   4.1   Uuttoreagenssin regenerointi .................................................................. 19   4.2   Neste-neste uuton laiteratkaisuja ............................................................ 21   4.2.1.   Sentrifugikontaktorit ........................................................................ 21   4.2.2.   Sekoitin-selkeytin laitteet ................................................................ 22   4.2.3.   Leikkaussekoittimet ......................................................................... 23   5   BIOMASSAHYDROLYSAATTIEN PUHDISTUS TEHOSTETULLA UUTOLLA ............................................................................................................ 24   5.1   Menetelmät ............................................................................................. 25   5.2   Koelaitteisto ja mittausten suoritus ......................................................... 26   5.3   Mittaustulokset ja niiden käsittely .......................................................... 29     5.4   Tulosten tarkastelu .................................................................................. 33   6   YHTEENVETO ............................................................................................. 36   LÄHTEET ............................................................................................................. 37  
Search
Similar documents
View more...
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks