Investigation of cold water marine macroalgae potential for bio-refinery integrated hydrothermal liquefaction: A process residue study
Author
Jasiunas, Lukas
Term
4. term
Education
Publication year
2016
Submitted on
2016-06-01
Pages
71
Abstract
Dette studie undersøger, om brune makroalger fra koldt vand kan bruges som råmateriale til at fremstille olie‑lignende biokrude ved superkritisk hydrotermisk forvæskning (HTL), hvor vand ved meget højt tryk og temperatur nedbryder biomasse. Projektet tog en integrationsorienteret tilgang: et bioraffinaderi, hvor mineraler først fjernes, og højværdikomponenter (alginat og fucoidan) udvindes, hvorefter restfraktionen omdannes til biokrude via HTL. Arbejdet omfattede udvaskning (med vand, citronsyre og surt vandigt biprodukt fra en kontinuerlig HTL‑enhed), alginat‑udvinding via svovlsyre‑ og natriumcarbonatbade samt fucoidan‑udvinding med calciumchlorid. Demineralisering blev anvendt for at afklare, om den betydelige mængde uorganiske stoffer i råvaren (op til 33 vægt% på tørstofbasis) påvirker konverteringens effektivitet. Der blev fremstillet seks sæt biokruder, som blev karakteriseret med elementaranalyse (CHNS: kulstof, hydrogen, nitrogen, svovl) og termogravimetrisk analyse (TGA). For at lukke massebalancer blev alle biprodukter (faste, vandige og gasformige) kvantificeret og analyseret. Målet var at opnå en forløber til biobrændstof med acceptable udbytter og kvalitet, defineret ved lavt indhold af heteroatomer (grundstoffer andre end kulstof og hydrogen) og høj energi‑genvinding (ER, andelen af råvarens energi, der ender i biokruden). For at understøtte økonomi og procesintegration blev en kortere HTL‑reaktionstid (10 minutter i stedet for en baseline på 15 minutter) samt graden af neutralisering af de udvaskede rester også evalueret. Studiet sammenligner disse procesvalg inden for en integreret kæde fra brune makroalger til biokrude.
This study investigates whether cold‑water brown macroalgae can serve as a raw material for producing oil‑like biocrude via supercritical hydrothermal liquefaction (HTL), a process that uses water at very high temperature and pressure to break down biomass. The work followed an integration‑oriented biorefinery concept: first remove minerals and extract high‑value components (alginate and fucoidan), then convert the remaining residue to biocrude by HTL. The scope included leaching (with water, citric acid, and the acidic aqueous by‑product from a continuous HTL unit), alginate extraction using sulfuric acid and sodium carbonate baths, and fucoidan extraction using calcium chloride. Demineralisation was used to assess whether the substantial inorganic content of the feedstock (up to 33 wt% on a dry basis) affects conversion performance. Six sets of biocrudes were produced and characterised by elemental analysis (CHNS: carbon, hydrogen, nitrogen, sulfur) and thermogravimetric analysis (TGA). To close mass balances, all co‑products (solid, aqueous, and gaseous) were quantified and analysed. The aim was to obtain a biofuel precursor with acceptable yields and quality, defined by low heteroatom content (elements other than carbon and hydrogen) and high energy recovery (ER, the share of the feedstock’s energy captured in the biocrude). To support processing economics and integration, a shorter HTL reaction time (10 minutes instead of a 15‑minute baseline) and the extent of neutralising the leached residues were also evaluated. The study compares these processing options within an integrated pathway from brown macroalgae to biocrude.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents