PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Kinetyka procesu szybkiej pirolizy wysłodzin z produkcji piwa jęczmiennego i pszenicznego

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Piwo jest napojem, którego konsumpcja w krajach OECD utrzymuje się na stałym poziomie. W wyniku działalności przemysłu piwowarskiego powstają odpady, takie jak wysłodziny, które można racjonalnie wykorzystać. Jednym z możliwych sposobów ich wykorzystania są cele energetyczne. Piroliza jest atrakcyjna z uwagi na możliwości produkcji paliw ciekłych lub substratów dla biorafinerii. Jednakże problemem w przypadku wysłodzin jest ich stosunkowo wysoka wilgotność. Rozwiązaniem może być waloryzacja przy zastosowaniu hydrotermalnej karbonizacji. W takim przypadku ważny jest wpływ tego sposobu waloryzacji na kinetykę procesu pirolizy. Niniejsza praca prezentuje wyniki badań eksperymentalnych, przeprowadzonych przy użyciu termograwimetru. Wynikiem przeprowadzonych eksperymentów są parametry kinetyczne. Uzyskano energie aktywacji zbliżone co do wartości do innych mokrych materiałów poddanych intensywnemu działaniu biologicznemu, takich jak np. osad ściekowy.
Rocznik
Tom
Strony
199--212
Opis fizyczny
Bibliogr. 49 poz., fot., rys., tab.
Twórcy
  • Politechnika Wrocławska, Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Mikro i Nanoinżynierii
  • Politechnika Wrocławska, Katedra Mechaniki, Maszyn, Urządzeń i Procesów Energetycznych
  • Politechnika Wrocławska, Katedra Mechaniki, Maszyn, Urządzeń i Procesów Energetycznych
  • Politechnika Wrocławska, Katedra Mechaniki, Maszyn, Urządzeń i Procesów Energetycznych
autor
  • Politechnika Wrocławska, Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Mikro i Nanoinżynierii
  • Politechnika Wrocławska, Katedra Mechaniki, Maszyn, Urządzeń i Procesów Energetycznych
Bibliografia
  • [1] Bentzen J., Smith V., Structural changes in the consumption of beer, wine and dpirits in OECD countries from 1961 to 2014, Beverages 2018, 4 (1), 1-11. DOI: 10.3390/beverages4010008.
  • [2] Lynch K.M., Steffen E.J., Arendt E.K., Brewers’ spent grain: a review with an emphasis on food and health, Journal of The Institute of Brewing 2016, 122, 553-568. DOI: 10.1002/jib.363.
  • [3] Özvural E.B., Vural H., Gökbulut İ., Özboy-Özbaş Ö., Utilization of brewer’s spent grain in the production of Frankfurters, International Journal of Food Science and Technology 2009, 44, 1093-1099. DOI: 10.1111/j.1365-2621.2009.01921.x.
  • [4] Stojceska V., Ainsworth P., The effect of different enzymes on the quality of high-fibre enriched brewer’s spent grain breads, Food Chemistry 2008, 110, 865-872. DOI: 10.1016/j.foodchem.2008.02.074.
  • [5] Combest S., Warren C., Perceptions of college students in consuming whole grain foods made with Brewers’ Spent Grain, Food Science & Nutrition 2019, 7(1), 225-237. DOI: 10.1002/fsn3.872.
  • [6] Sperandio G., Amoriello T., Carbone K., Fedrizzi M., Monteleone A., Tarangioli S., Pagano M., Increasing the value of spent grain from craft microbreweries for energy purposes, Chemical Engineering Transactions 2017, 58, 487-492. DOI: 10.3303/CET1758082.
  • [7] Jackowski M., Semba D., Trusek A., Wnukowski M., Niedzwiecki L., Baranowski M., Krochmalny K., Pawlak-Kruczek H., Hydrothermal carbonization of brewery’s spent grains for the production of solid biofuels, Beverages 2019, 5, 12, 1-11. DOI: 10.3390/beverages5010012.
  • [8] Arauzo P., Olszewski M., Kruse A., Hydrothermal carbonization brewer’s spent grains with the focus on improving the degradation of the feedstock, Energies 2018, 11(11), 3226. DOI: 10.3390/en11113226.
  • [9] Enweremadu C., Waheed M.A., Adekunle A.A., Adeala A., The energy potential of brewer’s spent grain for breweries in Nigeria, Journal of Engineering and Applied Sciences 2008, 3(2),175-177.
  • [10] Liguori R., Soccol C.R., de Souza Vandenberghe L.P., Woiciechowski A.L., Faraco V., Second generation ethanol production from brewers’ spent grain, Energies 2015, 8(4), 2575-2586. DOI: 10.3390/en8042575.
  • [11] Kruse A., Funke A., Titirici M.M., Hydrothermal conversion of biomass to fuels and energetic materials, Current Opinion in Chemical Biology 2013, 17(3), 515-521. DOI:10.1016/j.cbpa.2013.05.004.
  • [12] Funke A., Ziegler F., Hydrothermal carbonisation of biomass: a summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering, Biofuels, Bioproduct and Biorefining 2010, 4(2), 160-177. DOI: 10.1002/bbb.198.
  • [13] Moscicki K.J., Niedzwiecki L., Owczarek P., Wnukowski M., Commoditization of wet and high ash biomass : wet torrefaction — a review, Journal of Power of Technologies 2017, 97, 354-369.
  • [14] Codignole Luz F., Volpe M., Fiori L., Manni A., Cordiner S., Mulone V., Rocco V., Spent coffee enhanced biomethane potential via an integrated hydrothermal carbonization-anaerobic digestion process, Bioresource Technology 2018, 256, 102-109. DOI: 10.1016/j.biortech.2018.02.021.
  • [15] Volpe M., Wüst D., Merzari F., Lucian M., Andreottola G., Kruse A., Fiori L., One stage olive mill waste streams valorisation via hydrothermal carbonisation, Waste Management 2018, 80, 224-234. DOI: 10.1016/j.wasman.2018.09.021.
  • [16] Gao L., Volpe M., Lucian M., Fiori L., Goldfarb J.L., Does hydrothermal carbonization as a biomass pretreatment reduce fuel segregation of coal-biomass blends during oxidation?, Energy Conversion and Management 2019, 181, 93-104. DOI: 10.1016/j.enconman.2018.12.009.
  • [17] Reza M.T., Lynam J.G., Uddin M.H., Coronella C.J., Hydrothermal carbonization: Fate of inorganics, Biomass and Bioenergy 2013, 49, 86-94. DOI: 10.1016/j.biombioe.2012.12.004.
  • [18] Reza M.T., Andert J., Wirth B., Busch D., Pielert J., Lynam J.G., Mumme J., Hydrothermal carbonization of biomass for energy and crop production, Applied Bioenergy 2014, 1(1), 11-29. DOI: 10.2478/apbi-2014-0001.
  • [19] Reza M.T., Yan W., Uddin M.H., Lynam J.G., Hoekman S.K., Coronella C.J., Vásquez V.R., Reaction kinetics of hydrothermal carbonization of loblolly pine, Bioresource Technology 2013, 139, 161-169. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.04.028.
  • [20] Tungal R., Shende R.V., Hydrothermal liquefaction of pinewood (Pinus ponderosa) for H2, biocrude and bio-oil generation, Applied Energy 2014, 134, 401-412. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.07.060.
  • [21] Nan W., Shende A.R., Shannon J., Shende R.V., Insight into catalytic hydrothermal liquefaction of cardboard for biofuels production, Energy and Fuels 2016, 30(6), 4933-4944. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.6b00479.
  • [22] Shende R., Tungal R., Subcritical aqueous phase reforming ofwastepaper for biocrude and H2 generation, Energy & Fuels 2013, 27, 3194-3203. DOI: 10.1021/ef302171q.
  • [23] Funke A., Ziegler F., Heat of reaction measurements for hydrothermal carbonization of biomass, Bioresource Technology 2011, 102, 7595-7598. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.05.016.
  • [24] Acharjee T.C., Coronella C.J., Vasquez V.R., Effect of thermal pretreatment on equilibrium moisture content of lignocellulosic biomass, Bioresource Technology 2011, 102, 4849-4854. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.01.018.
  • [25] Gao N., Li Z., Quan C., Miskolczi N., Egedy A., A new method combining hydrothermal carbonization and mechanical compression in-situ for sewage sludge dewatering: Bench-scale verification, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2019, 139, 187-195. DOI: 10.1016/j.jaap.2019.02.003.
  • [26] Wnukowski M., Owczarek P., Niedźwiecki Ł., Wet torrefaction of miscanthus - characterization of hydrochars in view of handling, storage and combustion properties, Journal of Ecological Engineering 2015, 16(3), 161-167. DOI: 10.12911/22998993/2950.
  • [27] Magdziarz A., Wilk M., Wądrzyk M., Pyrolysis of hydrochar derived from biomass - Experimental investigation, Fuel 2020, 267, 117246. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.117246.
  • [28] Wilk M., Magdziarz A., Hydrothermal carbonization, torrefaction and slow pyrolysis of Miscanthus giganteus, Energy 2017, 140, 1292-1304. DOI: 10.1016/j.energy.2017.03.031.
  • [29] Wilk M., Magdziarz A., Jayaraman K., Szymańska-Chargot M., Gökalp I., Hydrothermal carbonization characteristics of sewage sludge and lignocellulosic biomass. A comparative study, Biomass and Bioenergy 2019, 120, 166-175. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.11.016.
  • [30] Aragón-Briceño C., Ross A.B., Camargo-Valero M.A., Evaluation and comparison of product yields and bio-methane potential in sewage digestate following hydrothermal treatment, Applied Energy 2017, 208, 1357-1369. DOI: 10.1016/j.apenergy.2017.09.019.
  • [31] Paul S., Dutta A., Defersha F., Mechanical and alkaline hydrothermal treated corn residue conversion in to bioenergy and biofertilizer: A resource recovery concept, Energies 2018, 11, 1-20. DOI: 10.3390/en11030516.
  • [32] Steinbach D., Kruse A., Sauer J., Vetter P., Sucrose is a promising feedstock for the synthesis of the platform chemical hydroxymethylfurfural, Energies 2018, 11(3), 645. DOI: 10.3390/en11030645.
  • [33] Dieguez-Alonso A., Funke A., Anca-Couce A., Rombolà A.G., Ojeda G., Bachmann J., Behrendt F., Towards biochar and hydrochar engineering-influence of process conditions on surface physical and chemical properties, thermal stability, nutrient availability, toxicity and wettability, Energies 2018, 11(3), 496. DOI: 10.3390/en11030496.
  • [34] Kruse A., Zevaco T.A., Properties of hydrochar as function of feedstock, reaction conditions and post-treatment, Energies 2018, 11, 1-12. DOI: 10.3390/en11030674.
  • [35] Wang S., Persson H., Yang W., Jönsson P.G., Pyrolysis study of hydrothermal carbonization-treated digested sewage sludge using a Py-GC/MS and a bench-scalepyrolyzer, Fuel 2019, 262, 116335. DOI: 10.1016/j.fuel.2019.116335.
  • [36] Weber K., Heuer S., Quicker P., Li T., Løvås T., Scherer V., An alternative approach for the estimation of biochar yields, Energy and Fuels 2018, 32(9), 9506-9512. DOI:10.1021/acs.energyfuels.8b01825.
  • [37] Poerschmann J., Weiner B., Wedwitschka H., Baskyr I., Koehler R., Kopinke F.D., Characterization of biocoals and dissolved organic matter phases obtained upon hydrothermal carbonization of brewer’s spent grain, Bioresource Technology 2014, 164, 162-169. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.04.052.
  • [38] Olszewski M.P., Arauzo P.J., Wądrzyk M., Kruse A., Py-GC-MS of hydrochars produced from brewer’s spent grains, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2019, 140, 255-263. DOI: 10.1016/j.jaap.2019.04.002.
  • [39] Friedman H.L., Kinetics of thermal degradation of char-forming plastics from thermogravimetry. Application to a phenolic plastic, Journal of Polymer Science Part C: Polymer Symposia 2007, 6, 183-195. DOI: 10.1002/polc.5070060121.
  • [40] White J.E., Catallo W.J., Legendre B.L., Biomass pyrolysis kinetics: A comparative critical review with relevant agricultural residue case studies, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2011, 91, 1-33. DOI: 10.1016/j.jaap.2011.01.004.
  • [41] Sobek S., Werle S., Kinetic modelling of waste wood devolatilization during pyrolysis based on thermogravimetric data and solar pyrolysis reactor performance, Fuel 2020, 261, 116459. DOI: 10.1016/j.fuel.2019.116459.
  • [42] Basu P., Biomass gasification and pyrolysis - Practical Design and Theory, Elsevier, 2010.
  • [43] Jahirul M.I., Rasul M.G., Chowdhury A.A., Ashwath N., Biofuels production through biomass pyrolysis- A technological review, Energies 2012, 5, 4952-5001. DOI:10.3390/en5124952.
  • [44] Louwes A.C., Basile L., Yukananto R., Bhagwandas J.C., Bramer E.A., Brem G., Torrefied biomass as feed for fast pyrolysis: An experimental study and chain analysis, Biomass and Bioenergy 2017, 105, 116-126. DOI: 10.1016/j.biombioe.2017.06.009.
  • [45] Naqvi S.R., Prabhakara H.M., Bramer E.A., Dierkes W., Akkerman R., Brem G., A critical review on recycling of end-of-life carbon fibre/glass fibre reinforced composites waste using pyrolysis towards a circular economy, Resources, Conservation and Recycling 2018, 136, 118-129. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.04.013.
  • [46] Friedl A., Padouvas E., Rotter H.,Varmuza K., Prediction of heating values of biomass fuel from elemental composition, Analytica Chimica Acta 2005, 544 (1-2), 191-198. DOI: 10.1016/j.aca.2005.01.041.
  • [47] Rybak W., Moroń W., Ferens W., Dust ignition characteristics of different coal ranks, biomass and solid waste, Fuel 2019, 237, 606-618. DOI: 10.1016/j.fuel.2018.10.022.
  • [48] Czajka K., Kisiela A., Moroń W., Ferens W., Rybak W., Pyrolysis of solid fuels: Thermochemical behaviour, kinetics and compensation effect, Fuel Processing Technology 2016, 142, 42-53. DOI: 10.1016/j.fuproc.2015.09.027.
  • [49] Mlonka-Mędrala A., Magdziarz A., Dziok T., Sieradzka M., Nowak W., Laboratory studies on the influence of biomass particle size on pyrolysis and combustion using TG GC/MS, Fuel 2019, 252, 635-645, DOI: 10.1016/j.fuel.2019.04.091.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-6f2f1f0c-c16c-4fa6-8247-ddad4d14fcb8
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.