预处理方法如何影响生物质能源生产的转化效率

由生物质生产能量的研究通常集中在产生的能量上。但是，考虑到过程中要消耗多少能量也很重要，这是一个经常被忽略的组成部分，该研究所农业，消费者与环境科学学院和Grainger工程学院的农业与生物工程教授Tony Grift说。伊利诺伊大学。

Grift是一项新研究的合著者，该研究发表在《生物资源技术报告》上，该研究考察了经常用作能源生产生物质的两种产品(巨人mis和甘蔗渣)的生物转化效率。

他解释说：“我们的目标是确定制备这些材料所需的能量。这是对各种预处理方法及其与转化效率之间关系的全面考察。”

选择这两种材料是因为它们对能源生产很重要。芒草通常作为观赏作物生长，但其生物量很高，并且在氮的使用很少的情况下很容易生长。甘蔗渣是将甘蔗压碎以提取糖汁后剩下的副产品。

这项研究是与来自加州大学伯克利分校的化学家合作完成的。格里夫特说，跨学科方法使这项研究独特，因为它考虑了整个能量平衡。我的研究人员研究了采伐和预处理材料的能源消耗，而伯克利化学家则专注于将生物质转化为葡萄糖，以用于制造乙醇。

研究人员定义了固有热值(PIHV)的百分比，该百分比衡量了进入和流出生产过程的能量数量。“它告诉您，您有一定量的生物质，其中包含一定量的能量。您在处理上花费了多少能量?您不想花费超过总能量值的5%，” Grift说。

研究人员分别对这两种材料进行了九种不同的预处理方法，分别或作为混合物。Grift解释说，由于各种原因完成了预处理。收割农作物后，需要将其运输到加工厂，并提高运输效率，首先将物料进行粉碎处理，将其切碎或切成小块，然后压缩。

Grift解释说，收割和压缩不会对能量方程式增加太多。能源消耗的主要来源是粉碎或尺寸减小。这使能量消耗降低到了5%。“较小的颗粒尺寸使压缩更容易，”他说。“它对能量产生也更好，因为它为转化过程中附着的酶提供了更大的表面积。但是粉碎需要一定量的能量，因此需要权衡。”

预处理方法包括切碎和切碎的茎，制粒，粉碎和各种程度的压缩。在这9个治疗组中，有5个包括黑果，三个包括甘蔗渣，一个包括两种产品的混合物。所加工的材料均经历相同的化学过程以释放葡萄糖。

研究人员还评估了粒径，压缩水平和混合对生物质转化效率的影响。结果表明，粉碎对蜜桔的效率有积极影响，而对甘蔗渣的影响不大，而造粒则相反。研究人员还发现，两种材料的50/50混合物比甘蔗渣具有更高的转化效率，但与单独的猕猴桃相比没有显着差异。

这些结果可以用来帮助提高生物质能源的生产效率。

他解释说：“差异并不大。但是，如果您想做更大的事情，弄清这些事情实际上非常重要。”

Grift强调结果是初步的，应在进一步研究中进行检查。

需要继续研究以证实发现，并将知识库扩展到其他产品和其他预处理方法。

在《生物资源技术报告》上发表了“测量生物量预处理方法对硕果(Micanthus giganteus)和甘蔗渣(B甘蔗渣)的生物转化效率的影响”一文。

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