Umwandlung von Haselnussschalen in eine potenzielle erneuerbare Energiequelle

26.08.2021 - USA

Biomasse stößt bei Forschern auf wachsendes Interesse als erneuerbare, nachhaltige und saubere Energiequelle. Sie kann durch thermochemische Verfahren wie Vergasung, Verflüssigung und Pyrolyse in Bioöl umgewandelt und zur Herstellung von Kraftstoffen, Chemikalien und Biomaterialien verwendet werden.

Aihui Chen, Xifeng Liu, Haibin Zhang, Hao Wu, Dong Xu, Bo Li and Chenxi Zhao

In der Zeitschrift Journal for Renewable and Sustainable Energy berichten Forscher der Heilongjiang Academy of Agricultural Machinery Sciences in China über ihre Arbeit zu den physikochemischen Eigenschaften und der antioxidativen Aktivität von Holzessig und der Teerfraktion in Bioöl, das aus der Pyrolyse von Haselnussschalen bei 400 bis 1.000 Grad Celsius hergestellt wurde.

Holzessig wird in der Landwirtschaft häufig als Insektenschutzmittel, Düngemittel und Pflanzenwachstumsförderer oder -hemmstoff eingesetzt und kann als Geruchsentferner, Holzschutzmittel und Futtermittelzusatz verwendet werden.

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"Nach diesen Ergebnissen könnten Holzessig und Teer, die aus Resthaselnussschalen gewonnen werden, je nach ihren Eigenschaften als potenzielle Quelle für erneuerbare Energie in Betracht gezogen werden", so der Autor Liu Xifeng.

Die Forscher fanden heraus, dass der Holzessig und der Teer, die nach dem Verbrennen der Schalen übrig blieben, die meisten phenolischen Substanzen enthielten, was die Grundlage für die anschließende Erforschung der antioxidativen Eigenschaften bildete.

Die Experimente wurden in einem Pyrolysereaktor in einem Rohrofen durchgeführt, und Haselnussschalenproben mit einem Gewicht von 20 Gramm wurden vorab in den Wartebereich eines Quarzrohrs gelegt. Sobald die Zieltemperatur erreicht und stabil war, wurden die Rohstoffe in den Reaktionsbereich geschoben und 20 Minuten lang erhitzt.

Die Biokohle wurde als Verhältnis zwischen dem Gewicht der pyrolytischen Kohle und der Biomasse bestimmt, und die Bioölausbeute wurde anhand des erhöhten Gewichts des Kondensators berechnet.

Um zwei Fraktionen des Bioöls ausreichend zu trennen, wurde das flüssige Produkt acht Minuten lang bei 3.200 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert, und die wässrige Fraktion wurde als Holzessig bezeichnet. Die abgetrennte Teerfraktion blieb 24 Stunden lang stationär, ohne dass die wässrige Phase auftrat.

Der Holzessig und der Teer wurden jeweils in einem versiegelten Röhrchen aufbewahrt und für die experimentelle Analyse in einem Kühlschrank bei 4 °C aufbewahrt.

Die Forscher fanden heraus, dass die Pyrolysetemperatur einen signifikanten Einfluss auf die Ausbeute und die Eigenschaften der Holzessig- und Teerfraktion im aus Haselnussschalen gewonnenen Bioöl hat. Holzessig war die vorherrschende flüssige Fraktion mit einer maximalen Ausbeute von 31,23 Gewichtsprozent, die bei 700 C erzielt wurde, was auf die hohe Wasserkonzentration zurückzuführen ist.

Diese Forschung legt den Grundstein für weitere Anwendungen von Bioöl aus der Pyrolyse von Haselnussschalen, und seine Anwendung in Bezug auf die antioxidative Aktivität wurde erweitert.

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Originalveröffentlichung

Aihui Chen et al.; "Influence of pyrolysis temperature on bio-oil produced from hazelnut shells: Physico-chemical properties and antioxidant activity of wood vinegar and tar fraction"; Journal of Renewable and Sustainable Energy; 2021

https://www.chemie.de/news/1172471/umwandlung-von-haselnussschalen-in-eine-potenzielle-erneuerbare-energiequelle.html