Θερμική και καταλυτική υδρόλυση α-κυτταρίνης σε ήπιες συνθήκες

Κώστας, Νικόλαος; Kostas, Nikolaos

dc.contributor.author	Κώστας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Kostas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2015-01-23T08:49:17Z
dc.date.available	2015-01-23T08:49:17Z
dc.date.issued	2015-01-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40105
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8791
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Α-κυτταρίνη	el
dc.subject	Βιομάζα	el
dc.subject	Βιοκαύσιμα	el
dc.subject	Θερμική υδρόλυση	el
dc.subject	Μαθηματικό κινητικό μοντέλο	el
dc.subject	A-cellulose	en
dc.subject	Biomass	en
dc.subject	Biofuels	en
dc.subject	Thermal hydrolysis	en
dc.subject	Mathematical kinetic model	en
dc.title	Θερμική και καταλυτική υδρόλυση α-κυτταρίνης σε ήπιες συνθήκες	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική χημικών διεργασιών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-10-07
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκαν πειράματα θερμικής υδρόλυσης α-κυτταρίνης σε ήπιες συνθήκες, με σκοπό την ανάπτυξη του μαθηματικού κινητικού μοντέλου που να την περιγράφει. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκαν πειράματα καταλυτικής υδρόλυσης της α-κυτταρίνης σε παρόμοιες συνθήκες, με στόχο τον έλεγχο της δραστικότητας καταλυτικών υλικών τριών διαφορετικών ομάδων και τη σύγκρισή τους τόσο με τα αποτελέσματα των υδροθερμικών πειραμάτων όσο και με τη δραστικότητα προγενέστερα μελετημένων καταλυτών. Διεξήχθησαν ακόμα πειράματα για την μελέτη της αποδραστικοποίησης επιλεγμένων καταλυτών. Χρησιμοποιήθηκε αντιδραστήρας διαλείποντος έργου πλήρους ανάμειξης, και τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε θερμοκρασίες από 160°C ως 190°C, για ισοθερμοκρασιακούς χρόνους υδρόλυσης από 0 ως 18 ώρες. Όσον αφορά στα καταλυτικά πειράματα, χρησιμοποιήθηκαν αναλογίες καταλύτη 10:1 και 1:1. Tα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν ως καταλύτες ήταν της κατηγορίας των όξινων ρητινών, των οξινισμένων φυλλόμορφων αργίλων και των ζεολίθων. Οι αναλύσεις των πειραμάτων αφορούσαν στον προσδιορισμό της μετατροπής της κυτταρίνης με όργανο μέτρησης ολικού οργανικού άνθρακα (TOC), καθώς και με σταθμική μέτρηση του στερεού υπολείμματος της υδρόλυσης. Προσδιορίστηκαν επίσης η γλυκόζη καθώς και τα ολικά αναγωγικά σάκχαρα στα υγρά προϊόντα, ενώ πραγματοποιούνταν και μέτρηση του pH. Για την ανάπτυξη του μαθηματικού κινητικού μοντέλου της θερμικής υδρόλυσης της κυτταρίνης πραγματοποιήθηκε αρχικά βιβλιογραφική αναζήτηση σχετικών κινητικών μοντέλων και μελέτη των παραμέτρων που αναφέρονταν σε αυτά, ώστε να εξαχθούν ασφαλείς αρχικές τιμές των κινητικών παραμέτρων για τη διευκόλυνση της προσαρμογής των θεωρητικά υπολογιζόμενων στις πειραματικές τιμές. Ο μηχανισμός της θερμικής υδρόλυσης της κυτταρίνης που θεωρήθηκε τελικά περιλαμβάνει εννέα συνολικά μονοπάτια παράλληλων και σειριακών αντιδράσεων και προέκυψε τόσο από τα βιβλιογραφικά όσο και από τα πειραματικά δεδομένα και συμπεράσματα της παρούσας και προγενέστερης διπλωματικής εργασίας. Η εύρεση των κινητικών παραμέτρων που πετύχαιναν την καλύτερη προσαρμογή πραγματοποιήθηκε με την μέθοδο αριστοποίησης Simplex. Με το προτεινόμενο κινητικό μοντέλο θεωρούνται αντιδράσεις ν-οστής τάξης ως προς κάθε αντιδρών με τα υδρογονοκατιόντα να δρουν καταλυτικά. Από την προσομοίωση προέκυψαν τελικά οι καλύτερες κινητικές παράμετροι (σταθερές ρυθμού και τάξεις αντίδρασης) που αφορούν στο πρώτο βασικό σκέλος του συνολικού μηχανισμού (την υδρόλυση της κυτταρίνης προς παραγωγή TRS και γλυκόζης με καταλύτη Η+) για τους 160°C ή 180°C παρουσία αδρανούς ατμόσφαιρας Ν2.	el
heal.advisorName	Παπαγιαννάκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ευάγγελος, Τόπακας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true