열수 액화에서 실험실 여과 시스템의 기능은 무엇입니까? 바이오매스 수율 극대화

열수 액화 후 실험실 여과 시스템의 주요 기능은 반응 생성물의 정밀한 고액 분리를 달성하는 것입니다. 이는 주로 셀룰로오스와 리그닌으로 구성된 고체 잔류물(필터 케이크)로부터 환원당이 풍부한 액상(여과액)을 기계적으로 분리합니다.

여과 단계는 바이오매스 활용의 핵심 지점입니다. 복잡한 반응 혼합물을 발효 및 재료 생산과 같은 별도의 다운스트림 응용 분야에 바로 사용할 수 있는 두 가지 독특하고 고부가가치 공급 원료로 변환합니다.

분리 메커니즘

액상 분리

여과 시스템의 즉각적인 목표는 액상 여과액을 회수하는 것입니다.

이 특정 공정에서 액상은 환원당의 높은 농도를 운반합니다.

이 유체를 깨끗하게 포집하는 것은 이러한 용해된 당이 액화 공정의 주요 화학 에너지 수율을 나타내기 때문에 필수적입니다.

고체 잔류물 회수

동시에 시스템은 고체를 "필터 케이크"로 유지합니다.

이 잔류물은 폐기물이 아닙니다. 바이오매스의 구조적 구성 요소, 특히 셀룰로오스와 리그닌을 보존합니다.

효율적인 여과는 이러한 고체가 액체 흐름으로 손실되지 않도록 하여 재료 응용을 위한 질량을 유지합니다.

다운스트림 가치화 지원

바이오 에탄올 발효

분리된 후 액상은 특정 생물학적 목적을 수행합니다.

환원당이 풍부하기 때문에 여과액은 바이오 에탄올 발효의 공급 원료로 직접 사용될 수 있습니다.

여과를 통해 달성된 이 액체의 명확성과 순도는 발효 공정의 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다.

재료 생산

고체상은 완전히 다른 가치 사슬을 열어줍니다.

회수된 셀룰로오스와 리그닌은 제지와 같은 산업 응용 분야의 원료로 사용됩니다.

또한 이러한 고체는 고부가가치 폴리머 생산을 위해 추가로 가공되어 원래 바이오매스의 경제적 수익을 극대화할 수 있습니다.

효율성을 위한 중요 고려 사항

분리 정밀도의 중요성

주요 참조는 "정밀한" 분리의 필요성을 강조합니다.

여과가 비효율적이면 고체가 액상을 오염시켜 발효 유기체를 억제할 수 있습니다.

반대로, 필터 케이크에 너무 많은 액체가 남아 있으면 귀중한 당이 손실되고 과도한 수분으로 인해 고체 처리가 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다.

목표에 맞는 올바른 선택

열수 액화 공정의 활용도를 극대화하려면 여과 전략을 최종 제품 목표와 일치시켜야 합니다.

• 바이오 에탄올 생산이 주요 초점인 경우: 여과 시스템이 액상 여과액의 회수를 극대화하여 가장 많은 양의 환원당을 포집하도록 하십시오.
• 재료 과학 응용이 주요 초점인 경우: 폴리머 또는 제지 생산을 위한 셀룰로오스와 리그닌의 품질을 보존하기 위해 깨끗하고 무결성이 높은 필터 케이크를 생성하는 여과 방법을 우선시하십시오.

효과적인 여과는 단일 폐기물 흐름을 두 개의 가치 흐름으로 전환합니다.

요약 표:

공정 구성 요소	포집된 물질	주요 다운스트림 응용 분야
액상 (여과액)	환원당	바이오 에탄올 발효
고체 잔류물 (필터 케이크)	셀룰로오스 & 리그닌	제지 및 고부가가치 폴리머
분리 목표	정밀 분리	경제적 수익 및 순도 극대화

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참고문헌

1. İrem Deniz. Marin biyokütlenin hidrotermal sıvılaştırılması: Entegre bir proses. DOI: 10.21541/apjes.320484

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