view in publisher's site

Impact of hydrothermal pretreatment on anaerobic digestion efficiency for lignocellulosic biomass: Influence of pretreatment temperature on the formation of biomass-degrading byproducts

Highlights•Sunflower was hydrothermally pretreated to enhance anaerobic digestion performance.•CH4 yield and biodegradability increased until 180 °C of pretreatment temperature.•When pretreatment temperature was higher than 200 °C, furan derivatives were formed.•The undesirable byproducts influenced CH4 yield and biodegradability of Sunflower.AbstractAnaerobic digestion (AD) of lignocellulosic biomass is appealing because of the abundance and ease of obtaining the biomass locally. However, the recalcitrance of lignocellulosic biomass presents an obstacle in the hydrolysis step of AD and lowers the process efficiency. In this study, sunflower, which is a model lignocellulosic biomass, was pretreated by thermal (hydrothermal pretreatment, HTP) and non-thermal (milling) methods; the methane yield and biodegradability of the pretreated biomass were determined using a series of batch tests. The thermal pretreatment method showed a significantly higher methane yield (213.87–289.47 mL g−1 VS) and biodegradability (43–63%) than those of the non-thermally pretreated biomass, and the optimum pretreatment effect was observed at an HTP temperature of 180 °C. However, at an HTP temperature exceeding 200 °C, the induced formation of 5-hydroxymethylfurfural and furfural significantly lowered the methane yield and biodegradability. This study revealed that the HTP temperature is closely related to the formation of lignocellulosic biomass-degrading byproducts, which potentially hinder the methanogenesis step in AD; severe HTP conditions may have the opposite effect on the AD performance of lignocellulosic biomass.

تاثیر پیش تیمار هیدروترمال بر کارایی هضم بی‌هوازی برای زیست توده لیگنوسلولزی: تاثیر دمای پیش تیمار بر تشکیل محصولات جانبی تجزیه‌کننده زیست توده

نکات برجسته * آفتابگردان به صورت هیدروترمال پیش تیمار شده بود تا عملکرد هضم بی‌هوازی را افزایش دهد. * عملکرد CH۴ و زیست تخریب پذیری تا دمای پیش تصفیه ۱۸۰ درجه سانتیگراد افزایش یافت. هنگامی که دمای پیش تیمار بالاتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد بود، مشتقات فوران تشکیل شدند. * محصولات جانبی نامطلوب، عملکرد CH۴ و زیست تخریب پذیری آن را تحت‌تاثیر قرار می‌دهند. هضم هوازی (AD)زیست توده لیگنوسلولزی به دلیل فراوانی و سهولت به دست آوردن زیست توده محلی، جذاب است. با این حال، محاسبه مجدد زیست توده لیگنوسلولزی یک مانع در مرحله هیدرولیز AD ایجاد می‌کند و کارایی فرآیند را کاهش می‌دهد. در این مطالعه، آفتابگردان، که یک مدل زیست‌توده لیگنوسلولزی است، با روش‌های حرارتی (پیش تیمار گرمایی، HTP)و غیر حرارتی (آسیاب)پیش تیمار شد؛ بازده متان و زیست توده پیش تیمار شده با استفاده از مجموعه‌ای از آزمایش‌ها دسته‌ای تعیین شد. روش پیش تصفیه حرارتی، بازده متان بسیار بالاتری (۲۱۳.۸۷ - ۲۸۹.۴۷ ml g - ۱ VS)و زیست تخریب پذیری (۴۳ - ۶۳ %)نسبت به زیست توده غیر گرمایی نشان داد، و اثر پیش تصفیه بهینه در دمای HTP ۱۸۰ درجه سانتی گراد مشاهده شد. با این حال، در دمای HTP بیش از ۲۰۰ درجه سانتیگراد، تشکیل القایی ۵ - هیدروکسی متیل فورفورال و فورفورال به طور قابل‌توجهی تولید متان و زیست تخریب پذیری را کاهش داد. این مطالعه نشان داد که دمای HTP ارتباط نزدیکی با تشکیل محصولات جانبی تجزیه‌کننده زیست توده لیگنوسلولزی دارد، که به طور بالقوه مانع از مرحله متان سازی در AD می‌شود؛ شرایط HTP شدید ممکن است تاثیر معکوسی بر عملکرد زیست توده لیگنوسلولزی AD داشته باشد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Chemistry
  • ترجمه مقاله General Chemistry
  • مقاله شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله شیمی عمومی
  • مقاله Environmental Chemistry
  • ترجمه مقاله Environmental Chemistry
  • مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • ترجمه مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • مقاله General Medicine
  • ترجمه مقاله General Medicine
  • مقاله طب عمومی
  • ترجمه مقاله طب عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.