Biomassza anyagok vizsgálata termoanalitikai módszerekkel

Átírás

1 Biomassza anyagok vizsgálata termoanalitikai módszerekkel Készítette: Patus Eszter Nagykanizsa, Batthyány Lajos Gimnázium Témavezető: Sebestyén Zoltán júl. 2.

2 Mit is vizsgáltunk? Biomassza: A Földön lévő összes élő tömeg megújuló energiaforrás Vizsgálati szempont: energetikai hasznosítás Előkezelés: aprítás (fizikai) késes malom

3 Minták Búzaszalma minta: Lágy szárú Fűzfa minta: Fás szárú Fő alkotók (hemicellulóz, cellulóz, lignin) vizsgálata Szerkezet jellemzése Bomlástermékek mennyiségi és minőségi elemzése Hasonlóságok és különbségek értelmezése

4 Műszeres analitikai módszerek

5 TG-Termogravimetria Az idő és a hőmérséklet függvényében méri az anyagok tömegének változását. Lassú pirolízist idéz elő. A mintánk bomlása során végbemenő tömegcsökkenést jellemezte. Mérési adatok: Búzaszalma és fűzfa: kb. 2,7mg 0 C-ról 900 C-ra (10 C/min) Ar atmoszféra (140ml/min)

6 Pyr-GC/MS Pirolízis GC: Többkomponensű gáz elválasztására. Pirolizátor, mint injektor Mozgófázis = inert vivőgáz, állófázis = kapilláris Adott komponensekre jellemző a retenciós idő. A molekulák a nagyságuk alapján elválnak a kapillárisban. Mérési adatok: Mintatömeg: kb. 0,7mg He vivőgáz Pirolízis: 600 C, 20s szlop: HP-5MS MS: Univerzális detektor Azonosítás m/z arány révén Egységei: - ionforrás - analizátor - detektor

7 Adatok kiértékelése

8 TG-DTG görbék -dm/dt (%/s) Búzaszalma m (%) -dm/dt (%/s) Fűzfa m (%) homerseklet ( C) TG DTG homerseklet ( C) m (%) -dm/dt (%/s) cellulóz hemicellulóz homerseklet ( C) lignin homerseklet ( C)

9 Kromatogramok I. Búzaszalma Intenzitas H- -CH CH 3 CH H- - -CH H Fűzfa Intenzitás Idő (perc) Idő (perc)

10 Kromatogramok II. Búzaszalma Intenzitás Fűzfa Intenzitás H CH3 H CH 3 H CH CH 3 H 2 C H H H H H 3 C CH 3 H 3 C H CH CH 3 H 3 C H CH CH CH 3 CH 3 Idő (perc) Idő (perc)

11 Cellulóz termikus degradációja R H H H H H H H H H R' H R H H H C H H H H H R' H H H H H H R' levoglükozán H H H H H H R' további lánc

12 Összefoglalás Biomassza anyagok hőbontása Két pirolízisen alapuló mérési módszer Hőbomlási sajátságok vizsgálata Összetétel, szerkezet Több adat ismerete Biomassza anyagok energiatartalmának jobb kihasználása Megújuló energiaforrás

13 A természet hatalmas, az ember parányi. Ezért aztán az ember léte attól függ, milyen kapcsolatot tud teremteni a természettel, mennyire érti meg, és hogyan használja fel erőit saját hasznára. (Szent-Györgyi Albert)

14 Köszönetnyilvánítás Témavezetőmnek, Sebestyén Zoltánnak Pekkerné Jakab Emmának Bozi Jánosnak Lendvayné Győrik Gabriellának MTA jának Elérhetőség: