This research was supported by the German Federal Ministry of Research and Education to Project Management Julich (PtJ). The authors thank Mr. Ulf L&#252;der, for technical support in the biochar laboratory. The authors are also thankful to Ms. Maria Sanchez, and Mr. Jonas Nekat for their volunteer activities in the biogas, and analytical laboratory, respectively. Marcel Schmidt and Antje Schmidt are also acknowledged for their valuable efforts on videography and editing.

1. אנאירובית עיכול של קש החיטה הערה: לעיכול אנאירובי ב39 כורי UASS L, השתמש 5-65 מ&quot;מ צלעות קש חיטת גלם עוד הזנה. תכולת החומר היבשה האורגנית של חומרי גלם בניסוי המסוים הזה הייתה 85.9% ושבריר גולמיים סיבים היה 46.3%. כורי UASS עשויים פלדה אל חלד עם חלון בדיקה עשוי זכוכית אקרילית. שני מסנן אנאירובי 30 L (AF) בשילוב עם כל כור UASS 39 L. AFS בנוי מזכוכית אקרילית שקופה. סכמטי של מערכות הכור מוצגים באיור 2 ועיצוב אדריכלי תואר במקום אחר 4. פרטים על יחסינו ומתחילים את הכורים ניתנים במקומות אחרים 5. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממלא כל AF עם 325 ספקי biofilm פוליאתילן דמוי חבית. הערה: יש ספקי biofilm משמשים שטח פנים של 305 מ 2/3 מ &#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את משאבות מים לזרימת נוזל תהליךבשני כורי מזופיליות וthermophilic לקצב זרימה של 1.15 ליטר / שעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר אמבטיות חימום לרמת הטמפרטורה של הכור הרצוי, 37 מעלות צלזיוס במשך מזופיליות ו55 מעלות צלזיוס במשך כור thermophilic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאכלה יומית של כורי UASS, לשקול 120 FM גרם של קש חיטה (= 99.5 גרם VS) לכל כור כדי להשיג שיעור אורגני טעינה של 2.5 גרם VS / L · יום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צינור &#39;הפתוח UASS האכלה ולהסיר את החותמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים קש חיטה לתוך צינור ההאכלה האלכסוני ולדחוף אותו לתוך החלק התחתון של הכור בעזרת חותמת ההאכלה. משם והלאה, הקש יצוף מול מסננת ויוצר את המיטה של ​​המצב המוצק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את משטח האיטום לוודא, זה gastight ולאחר מכן לסגור את צינורית ההזנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשאבות יפעלו ברציפות, שינוע משקאות תהליך 1.2 ליטר / שעה באמצעות מערכת הכור (UASS וAF). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את הזרימה ביוגז ברציפות באמצעות להקציב גז תוף מהסוגRS ולאחסן בשקית גז 20 L. הערה: ודא יציאה משקית הגז למנתח ביוגז. במנתח ביוגז, 4 CH, H 2 S, O 2, CO 2, ו-H 2 נמדדים. ראשון ביוגז צריך לעבור 3 מסננים שונים כדי להסיר את הלחות, וחומרים רעילים אחרים, כי הם מזיקים לגלאי. המנתח צריך להיות מכויל פעם אחת בשבוע להרכב ביוגז מדויק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את הרכב ביוגז באמצעות מנתח יוגז תעשייתי באופן קבוע. הערה: מנתח יוגז יכול רק למדוד את יוגז כאשר שקית ביוגז היא לפחות חצי מלאה. למדידת ההרכב ביוגז, שסתום בתיק הגז צריך להיות פתח ומחכה להרכב היציב ביוגז (זה לוקח בערך 20-30 שניות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור בקרת תהליכים, למדוד pH וטמפרטורה באופן מקוון באמצעות מד pH מותקן ומדחום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר כ 3 קילוגרם של נוזל עיכול (80-90% רטובים) פעם בשבוע, מה שנותן זמן מוצקי שייר (SRT) oו 2-3 שבועות. השתמש בנוזל עיכול זה כמזון לתהליך HTC. יוגז הופק לאחר מכן מספיק כדי למתוח את כל אוויר ולקבוע תנאים אנאירוביים בתוך כמה שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח משקאות תהליך ונוזל עיכול על בסיס שבועי לתכונותיהם כימיות (PH, EC, TS, VS, חומצות שומן, CHNS, אמוניה, יסודות קורט, וסיבים גולמיים). </li></ol> 2. הידרותרמיים קרבוניזציה של קש חיטה נוזל עיכול הערה: לגזה הידרותרמיות של נוזל עיכול משלב 1, אצווה 18 L עורר כור משמש. השליטה והתזמון של תהליך מתבצע באמצעות בקר כור 4848 ותוכנת SpecView 32 849, פועלים על מחשב. בתכנית, את הטמפרטורה בכור, טמפרטורת מעיל חימום, לחץ, ושיעור ערבוב יכולים להיות מוצגת. יתר על כן, התכנית לפרמטרים של התהליך (להתחיל טמפרטורה, טמפרטורה שנקבעה, שיעור חימום, קצב ערבוב) ניתן להגדיר עבור כל ניסויי HTC. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 2.5 קילוגרםשל נוזל עיכול קש באמצעות איזון עם הדיוק של 0.1 גרם ולהעביר לכל הכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באותו המאזן כדי למדוד מים איפור 10 קילוגרם, ולשפוך אותו לתוך כלי הכור גם כן. זה יהיה לשמור על נוזל עיכול, 1:04 יחס מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני סגירה פניאומטית, מערבבים ידני את תוכן הכור כדי למנוע חסימה של בוחש מדחף. לסגור את הכור ולאבטח אותו לרוחב על ידי הידוק הברגים עם כוח של 50 Nm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את התגובה על ידי הרמפה הבאה לספוג: </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגיע לטמפרטורת תחילת 30 מעלות צלזיוס ב15 דקות מטמפרטורת חדר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבעו את זמן חימום לטמפרטורת תגובה של 230 ° C הוא 100 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזק את טמפרטורת התגובה הסופית ל6 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 6 שעות של מחזיק זמן, לקרר את שעות 15 הכור מ230 C ° לטמפרטורת חדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את תוכן הכור ב30 סל&quot;ד לאורך כל תהליך HTC השלם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הבוחש לאחר השלב וp קירורקורא לגז בשקית גז 20 L. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהגז עובר דרך מלכודת מעובה כמו גם מסנן פחם פעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחסן את הגז לניתוח נוסף. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר דגימת גז, לנקז את התרחיף מהכלי למכל באמצעות חום גבוה, שסתום כדור בלחץ גבוה ואז לסנן אותו דרך רשת עם גודל נקבובית של כ 0.5 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את הנוזל וטרת biochar HTC מיוצר על מנת לקבוע את הסכום של char-HTC מיוצר בהשוואה לחומרי גלם. </li></ol> 3. ניתוח היסודות של גלם, נוזל עיכול, וHTC Biochar של קש החיטה הערה: לכל ניתוח בדלק מוצק, Analyzer או CHONS יסודות משמש לעתים קרובות. ניתן להשיג הרכב היסודות של פחמן אטומי, מימן, חמצן, חנקן וגופרית מניתוח זה. מCHONS, אפשר לאמוד את ערך קלורי הגבוה או ערך אנרגיה של הדלק. יתר על כן, תכולת הגופרית האטומית תהיה גם הודיותאכלתי את איכות הדלק. במחקר זה, מנתח יסודות ישמש כדי לקבוע את הערך של דלק biochar HTC, קש חיטת גלם ונוזל עיכול. כמנתח מאפשר גודל מדגם קטן מאוד, לנתח כל דגימה לפחות שלוש פעמים לשחזור טוב יותר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במחבת מדגם (פח, 6 x 6 x 12 מ&quot;מ), שוקל 30 מ&quot;ג של טונגסטן אוקסיד (VI) באמצעות האיזון הספציפי בחבילה הבסיסית. הערה: הדיוק של איזון כזה הוא בדרך כלל 1 מיקרוגרם. תחמוצת טונגסטן (VI) פועלת כזרז במנתח היסודות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 5-10 מ&quot;ג של מדגם יבש והכניס אותו במחבת המדגם, לערבב אותו, ולעטוף אותו. המדגם בגודל המחבת העטופה צריך להיות בערך 2 X 2 X 5 מ&quot;מ 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את דגימות autosampler. שים לב למיקום של כל מדגם ולהשתמש בחומצת sulfonic בניתוח יסודות זה כנקודת התייחסות </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את תוכנת Vario במחשב המחובר למנתח Elemental, להגדיר את התנאים, זרימת גז דגימות, טמפרטורות של2 תנורים (2 התנורים ב1,150 ו850 מעלות צלזיוס, בהתאמה). ואז, להגדיר את מדגם השמות על פי עמדות autosampling. הפעל את התכנית. המכשיר עובד באופן אוטומטי, מבצע את הניתוח, ומאחסן את התוצאות במחשב. הערה: CHNS Elemental הוא הפלט של המנתח היסודי ובדרך כלל מדווחים ישירות על מסך המחשב. </li></ol>

<ol>
	<li>Edenhofer, O., Pichs-Madruga, R., Sokona, Y., Seyboth, K., Arvizu, D., Bruckner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation- Summary for Policy Makers. , (2011).</li><li>Karlsson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustainable+Bioenergy:+A+Framework+for+Decision+Maker.">Sustainable Bioenergy: A Framework for Decision Maker.</a> UN-Energy report. , (2007).</li><li>Eastman, J. A., Ferguson, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solubilization+of+particulate+organic-carbon+during+the+acid+phase+of+anaerobic-digestion.">Solubilization of particulate organic-carbon during the acid phase of anaerobic-digestion.</a> Journal of Water Pollution Control Federation. 53, 352-366 (1981).</li><li>Mumme, J., Linke, B., Toelle, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+upflow+anaerobic+solid+state+(UASS)+reactor.">Novel upflow anaerobic solid state (UASS) reactor.</a> Bioresource Technology. 101, 592-599 (2010).</li><li>Pohl, M., Mumme, J., Heeg, K., Nettmann, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermo-+and+mesophilic+anaerobic+digestion+of+wheat+straw+by+the+upflow+anaerobic+solid-state+(UASS)+process.">Thermo- and mesophilic anaerobic digestion of wheat straw by the upflow anaerobic solid-state (UASS) process.</a> Bioresource Technology. 124, 321-327 (2012).</li><li>J Mumme, ., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+carbonization+of+anaerobically+digested+maize+silage.">Hydrothermal carbonization of anaerobically digested maize silage.</a> Bioresource Technology. 102, 9255-9260 (2011).</li><li>Funke, A., Ziegler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+carbonization+of+biomass:+A+summary+and+discussion+of+chemical+mechanisms+for+process+engineering.">Hydrothermal carbonization of biomass: A summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering.</a> Biofuels Bioprod Bioref. 4, 160-177 (2010).</li><li>Yan, W., Hastings, J. T., Acharjee, T. C., Coronella, C. J., Vasquez, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+and+energy+balance+of+wet+torrefaction+of+lignocellulosic+biomass.">Mass and energy balance of wet torrefaction of lignocellulosic biomass.</a> Energy Fuels. 24, 4738-4742 (2010).</li><li>Bandura, A., Lvov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ionization+constant+of+water+over+wide+range+of+temperature+and+density.">The ionization constant of water over wide range of temperature and density.</a> Journal of Physical Chemistry. 35, 793-800 (2006).</li><li>Tal Reza, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reaction+kinetics+and+particle+size+effect+on+hydrothermal+carbonization+of+loblolly+pine.">Reaction kinetics and particle size effect on hydrothermal carbonization of loblolly pine.</a> Bioresource Technology. , 139161-139169 (2013).</li><li>Reza, M. T., Uddin, M. H., Lynam, J. G., Hoekman, S. K., Coronella, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+Carbonization:+Reaction+chemistry+and+water+balance.">Hydrothermal Carbonization: Reaction chemistry and water balance.</a> Biomass Conv. Bioref. , (2013).</li><li>Reza, M. T., Lynam, J. G., Vasquez, V. R., Coronella, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pelletization+of+biochar+from+hydrothermally+carbonized+wood.">Pelletization of biochar from hydrothermally carbonized wood.</a> Environmental Progress &amp; Sustainable Energy. 31 (2), 225-234 (2012).</li><li>Acharjee, T. C., Coronella, C. J., Vasquez, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+thermal+pretreatment+on+equilibrium+moisture+content+of+lignocellulosic+biomass.">Effect of thermal pretreatment on equilibrium moisture content of lignocellulosic biomass.</a> Bioresource Tech. 102, 4849-4854 (2011).</li><li>Escala, M., Zumbuhl, T., Koller, C. h., Junge, R., Krebs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+carbonization+as+an+enegry-efficient+alternative+to+establish+drying+technologies+for+sewage+sludge:+A+feasibility+study+on+a+laboratory+scale.">Hydrothermal carbonization as an enegry-efficient alternative to establish drying technologies for sewage sludge: A feasibility study on a laboratory scale.</a> Energy Fuels. 27 (1), 454-460 (2012).</li><li>Berge, N., Ro, K., Mao, J., Flora, J., Chappell, M., Bae, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+Carbonization+of+Municipal+Waste+Streams.">Hydrothermal Carbonization of Municipal Waste Streams.</a> Environmental Science &amp; Technology. 45 (13), 5696-5703 (2011).</li><li>Hoekman, S., Broch, A., Robbins, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+Carbonization+(HTC)+of+Lignocellulosic+Biomass.">Hydrothermal Carbonization (HTC) of Lignocellulosic Biomass.</a> Energy Fuels. 25, 1802-1810 (2011).</li><li>Reza, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+carbonization+for+energy+and+crop+production.">Hydrothermal carbonization for energy and crop production.</a> Applied Bioenergy. 1, 11-28 (2014).</li><li>Reza, M. T., Becker, W., Sachsenheimer, K., Mumme, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+Carbonization+(HTC):+Near+Infrared+spectroscopy+and+Partial+Least-Squares+Regression+for+determination+of+Selective+Components+in+HTC+Solid+and+Liquid+Products+Derived+from+Maize+Silage.">Hydrothermal Carbonization (HTC): Near Infrared spectroscopy and Partial Least-Squares Regression for determination of Selective Components in HTC Solid and Liquid Products Derived from Maize Silage.</a> Bioresource Technology. 161, 91-101 (2014).</li><li>Hoffmann, J., Rudra, S., Toor, S. S., Nielsen, J. B. H., Rosendahl, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conceptual+design+of+an+integrated+hydrothermal+liquefaction+and+biogas+plant+for+sustainable+bioenergy+production.">Conceptual design of an integrated hydrothermal liquefaction and biogas plant for sustainable bioenergy production.</a> Bioresource Technology. 129, 402-410 (2013).</li><li>Wirth, B., Mumme, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+Digestion+of+Waste+Water+from+Hydrothermal+Carbonization+of+Corn+Silage.">Anaerobic Digestion of Waste Water from Hydrothermal Carbonization of Corn Silage.</a> Applied Bioenergy. 1, 1-10 (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VDI+Department+of+Energy+Conversion+and+Application.+VDI+4630+Fermentation+of+organic+materials+-+Characterisation+of+the+substrate,+sampling,+collection+of+material+data,+fermentation+tests.">VDI Department of Energy Conversion and Application. VDI 4630 Fermentation of organic materials - Characterisation of the substrate, sampling, collection of material data, fermentation tests.</a> Verein Deutscher Ingenieure (VDI), VDI-Society Energy and Environment. 56, (2006).</li><li>Rehl, T., M&#252;ller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+cycle+assessment+of+biogas+digestate+processing+technologies.">Life cycle assessment of biogas digestate processing technologies.</a> Resources. Conserv. Recycling. 56, 92-104 (2011).</li><li>Pohl, M., Heeg, K., Mumme, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+digestion+of+wheat+straw+-+performance+of+continuous+solid-state+digestion.">Anaerobic digestion of wheat straw - performance of continuous solid-state digestion.</a> Bioresource Technology. 146, 408-415 (2013).</li><li>Funke, A., Mumme, J., Koon, M., Diakite, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cascaded+production+of+biogas+and+hydrochar+from+wheat+straw:+energetic+potential+and+recovery+of+carbon+and+plant+nutrients.">Cascaded production of biogas and hydrochar from wheat straw: energetic potential and recovery of carbon and plant nutrients.</a> Biomass Bioenergy. 58, 229-237 (2013).</li><li>Reza, M. T., Uddin, M. H., Lynam, J. G., Coronella, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+pellet+from+HTC+and+torrefied+biochar+blend.">Engineered pellet from HTC and torrefied biochar blend.</a> Biomass Bioenergy. 49, 86-94 (2013).</li><li>Funke, A., Ziegler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+carbonization+of+biomass:+A+literature+survey+focusing+on+its+technical+application+and+prospects.">Hydrothermal carbonization of biomass: A literature survey focusing on its technical application and prospects.</a> 17th European Biomass Conference and Exhibition. , (2009).</li><li>B Wirth, ., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+carbonization:+influence+of+plant+capacity,+feedstock+choice+and+location+on+product+cost.">Hydrothermal carbonization: influence of plant capacity, feedstock choice and location on product cost.</a> Proceedings of the 19th European Biomass Conference and Exhibition. , (2011).</li><li>Peterson, A. A., Vogel, F., Lachance, R. P., Fr&#246;ling, M., Antal, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermochemical+biofuel+production+in+hydrothermal+media:+A+review+of+sub-+and+supercritical+water+technologies.">Thermochemical biofuel production in hydrothermal media: A review of sub- and supercritical water technologies.</a> Energ Environ Sci. 1, 32-65 (2008).</li><li>Lynam, J. G., Reza, M. T., Vasquez, V. R., Coronella, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+salt+addition+on+hydrothermal+carbonization+of+lignocellulosic+biomass.">Effect of salt addition on hydrothermal carbonization of lignocellulosic biomass.</a> Fuel. 99, 271-273 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

כורי UASS מסוגלים למתן את החסרונות שנדונו בהקדמה. עם זאת, יש הרבה מקום לשיפור. מערכות האכלה ונוזל עיכול נסיגה עדיין ידניות. מערכת UASS פרצופים בעיות טיפול בחומרי גלם גדול יותר מאשר 60 מ&quot;מ. המערכת עובדת טוב יותר עם חומר זינה סיבי כפי שהם צפים על פני הנוזל, אבל ממקורות אחרים כמו זבל בעלי חיים ובוצה לא יכולים להעדיף את מערכת UASS. מערכת UASS מעוצבת בצורה כזאת, כי משקאות התהליך זורם מכור לAF לכור שוב. עם זאת, גם 2-5% מוצקים בנוזל במחזור הוכחו כבעייתי, כפי שהם מפקידים בAF או לחסום את כניסת הצינור ולעכב את זרימת נוזל. ניתוח כימי של נוזל התהליך הוא חשוב, שכן ייצור חומצת שומן חופשיות וחנקן יכול לשנות את המערכת של חיידקים וכתוצאה מכך ייצור ביוגז לא אופייני. מערכת UASS היא חזקה, והוא יכול לרוץ יותר מ -200 ימים בלי להראות שום significant בעיות. הצינורות מתחברים ממשאבות לכורים לAFS צריכים להיות מוחלפים בכל חודש חלופי. מפלס המים בwaterbath צריך להיבדק על בסיס שבועי ומולא מחדש במידת צורך. HTC של נוזל עיכול רטוב הוא יעיל מאוד לטיפול בפסולת, כמו גם דלק ביולוגי מוצק בייצור. Dewateribility של המוצר המוצק יהיה גם בהנחייתם של תהליך HTC כפי שמוצגת באיור 7. עם זאת, HTC של נוזל עיכול צריכה להתבצע בהקדם האפשרי, רצוי באותו היום שנוזל עיכול מוסר. אחרת, נוזל העיכול מתחיל משפיל מבחינה ביולוגית, שאינו חיובי עבור HTC. כמו HTC הוא בטמפרטורה גבוהה (C ° 200-260) ולחץ גבוה תהליך (20-50 הבר), נקיטת אמצעי זהירות דרושה בכל הליך HTC הוא מאוד חשוב. כל החיבורים נבדקים לפחות פעם בחודש כדי לוודא שהם גז חזק. יש נוזל תהליך HTC ריכוז גבוה יותר של furfural, 5-HMF, ושיתוף פנוליותmpounds, אשר מדורגים כרעלים. לכן, מומלץ להשתמש במסיכת הפנים וכפפות בזמן טיפול נוזל תהליך HTC, במיוחד כאשר משקאות תהליך HTC מנוקזים מכל כור למכל אחר. למרות שיש לו HTC יתרונות רבים לטיפול בחומרי גלם רטוב כמו נוזל עיכול, זה עדיין תהליך אצווה. בהערכה כלכלית, תהליך אצווה HTC יהיה קשה להצדיק. מחקר נוסף שנדרש, אפוא להקל על פעולה רציפה של HTC. ניתוח יסודות הוא שיטה יעילה למצעים מוצקים הומוגנית, אבל לא למצעים הטרוגנית. דלק ביולוגי כמוצק הוא בדרך כלל הטרוגנית ויסודות המנתח מאפשר רק 5-10 מ&quot;ג של גודל מדגם, מומלץ לבצע לפחות שלושה משכפל וממוצע שימוש. מגבלה נוספת של ניתוח יסודות מודדת מצעים מוצקים עם תוכן אפר. מנתחי Elemental למדוד רק CHONS, ואין inorganics אחר. לכן, ניתוח יסודות של מצעים מוצקים גבוה אפר אולי לא reveal ריכוזי CHONS בפועל. הכנת מדגם בניתוח יסודות חיונית, כמדגם צריך להיות עטוף בדיוק, אחרת, לא תהיה עקביות בניתוחים. ערך דלק של הדלק המוצק ניתן להעריך מCHONS, אך מומלץ להשתמש בקלורימטר פצצה לקביעת ערך דלק מדויק. אודות 92-161 L של מתאן הופק לכל קילו של מוצק נדיפים בהזנה. סך הכל המוצק או אורגני הנדיפות המוצק של קש החיטה היבש היה 86.9%. יש נוזל עיכול יבש ריכוז נמוך אטומי חמצן ומימן, שהוא אינדיקציה נוספת של השפלה של סוכרים והשפלה סוכר פשוט במהלך העיכול אנאירובי 22,23. יתר על כן, ריכוזי H נמוך יותר, ולהגדיל את O HHV של 24 נוזל העיכול. HHV של נוזל עיכול יבש הוא גבוה יותר 22% מחומר גלם גלם יבש. התוצאות דומות מתקבלות עם ניתוח סטטיסטי מפורט על ידי פול ואח&#39; 23. Digestates מעיכול אנאירובי מכיל 80-90% מים 6. אלה הם הידרופילי ומים קשורים באופן חלקי בתאי חיידקים או צמח. כתוצאה מהתייבשות או ייבוש של digestates הוא מסורבלת ומאוד עתיר אנרגיה. לדוגמא, 2 קילוגרם של נוזל עיכול יבש נקשר 8 קילוגרם של מים (80% רטובים), אשר דורש 20.7 MJ של חום לייבוש נוזל עיכול. יתר על כן, הוא נוטה מתכלה במהירות יחסית בתנאי סביבה, מאבד את חומרים מזינים צמח, ומשחרר גזי חממה (גזי חממה) פליטה כגון N 2 O ו 4 CH. לכן, למרות פוטנציאל אנרגיה גבוה יותר, נוזל עיכול טרי לא יכול לשמש ישירות כדלק מוצק. זה היה צריך להיות יבש מייד לאחר העיכול 20. מטבלת 1, ניתן לראות שיש לו את נוזל העיכול היבש תוכן פחמן אטומי דומה כמו קש גלם, והם דומים מבחינה ויזואלית לפני ואחרי עיכול אנאירובי (איור 6). הדבר מצביע על כך ליגנין ותאי משובץ ליגניןבעיקר unreacted. עם זאת, תשואה המונית של 63% שנצפתה, כלומר קש מעובד הוא 37% קלים יותר מאשר קש גלם יבש. ריכוז פחמן יסודות דומה אומר שאין גזה התרחשה במהלך עיכול אנאירובי 22. כפי שניתן לראות באיור 7, biochar HTC מנוזל העיכול (thermophilic) הוא מאוד יציב ורך. בשל הגידול המשמעותי בהידרופוביות, זה ממש יכול לצלול לתוך מים במשך חודשים ללא המבנה הפיזי והכימי שלה להיות מושפע 12,25. הידרופוביות גם משפרת התייבשות biochar HTC 14. המבנה של הקש הוא לא להבחין בbiochar HTC יותר, מה שאומר שתאית יכולה להיות שהגיבה. פחום משמעותי הוא ציין בbiochar HTC יחד עם ההפחתה של חמצן אטומי. זוהי אינדיקציה נוספת לתאית שהגיבה ולא ליגנין. ריכוז פחמן אטומי בליגנין הוא גבוה בהרבה מזה של 24-29 תאית. כתוצאה מכך, bioch HTCar יש HHV של 29.6 מ&quot;ג / קילוגרם, שהם גבוהים יותר 61% מ קש גלם וגבוה יותר 32% מנוזל העיכול יבש, בהתאמה. HHV קש מעובד HTC הוא 28.8 מ&quot;ג / קילוגרם, שהוא גם דומה לזה של נוזל עיכול HTC מעובד קש (29.6 מ&quot;ג / קילוגרם). עם זאת, תשואה המונית היא 40.7% גבוה יותר בקש HTC מזה של נוזל עיכול HTC עם השוואה לחומרי גלם טרי. כתוצאה מכך, אם 1 קילוגרם של קש גלם (18.4 MJ) הוא מפוח hydrothermally, biochar קש HTC יש הפוטנציאל של 11.0 MJ. אחרת, אם אותה כמות מוחלת לספירה וHTC, הכוללת יואנרגיה 13.2 MJ, בצורות של biomethane (5.2 MJ) וbiochar HTC מנוזל העיכול (8.0 MJ), ניתן להפיק (איור 8). כמו כן, שלב נוזלי של תהליך UASS הוא דשן נוזלי פוטנציאלי. יתר על כן, biochar HTC שאולי יש פוטנציאל גבוה יותר על שימוש בחומרים בעלי ערך גבוה או להשתמש כתיקון קרקע. לנקודת מבט של קיבוע פחמן או מחזור פחמן, שימוש בחומרים של biochar HTC הוא ריאלי יותר שייצור אנרגיה. &lt;/ P&gt; עיכול אנאירובי בשילוב עם גזה הידרותרמיות יכול להניב יותר מ יואנרגיה התהליכים הבודדים. עם זאת, יש צורך בעיצוב מדורג ליעילות טובה יותר. מאזן האנרגיה הכללי, ואחריו הערכה כלכלית, נדרש כדי לאמת את התהליך הזה. מחקרים עתידיים צריכים לכלול שימוש במשקאות HTC ולאחר טיפול (כימי או ביולוגי) של biochar HTC. כמו כן, אוטומציה של מערכות HTC שניהם UASS ותהיה צורך. מחקר זה בוצע על שימוש UASS מעבדה בקנה מידה וכור HTC, אבל בקנה מידה-up של התהליך יהיה צורך אם התהליך הוא להיות ממוסחר.

מקורות אנרגיה מתחדשים ובת קיימא מציאת חששות גדולים במגזר האנרגיה של העולם. לאחרונה, האו&quot;ם דיווח כי עד 77% מהאנרגיה בעולם בשנת 2050 יהיו צפויים ממקורות מתחדשים 1. ביומסה lignocellulosic כגון קש, עשבים, קליפות אורז, קלחי תירס אין להם סכסוכים עם האוכל לעומת נושא דלק. יתר על כן, ביומסה היא כנראה מקור האנרגיה מתחדש רק עם פחמן מבני, בהשוואה למקורות אנרגיה מתחדשות אחרים כגון רוח, שמש ומים 2. עם זאת, טיפול במאפיינים, צפיפות נמוכה בתפזורת, גבוה תוכן אפר, ותכולת אנרגיה נמוכה יותר לעכב את השימוש של ביומסה lignocellulosic לייצור אנרגיה 2. עיכול אנאירובי (AD) הוא אחת דוגמאות המובהקות של הפקת יואנרגיה מביומסה פסולת. 3 באופן כללי, ישנם ארבעה שלבי השפלה כרוך בעיכול אנאירובי כפי שמוצג באיור 1 4 </sup&gt;. בשלושה שלבים הראשונים עוקבים, סוכרים של ביומסה מומרים לחומצות אורגניות. בשלב האחרון, אורגניזמים Methanogenic לייצר biomethane. הספירה מסורתית היא זמן ותהליך אנרגיה רב. ערבוב הרציף מפחית כלכלה כוללת של הספירה, במיוחד לספירה של ביומסה lignocellulosic. רומן upflow יש כור אנאירובי מצב מוצק (UASS) את הפוטנציאל כדי להתגבר על החסרונות האמורים (איור 2) 4. הפרדות מוצק לנוזל ספונטניים היא אחד היתרונות המשמעותיים של UASS, שכן נועד מקלה יוגז בועות להרים שאריות מוצקות unreacted כלפי מעלה 5. זה לבטל את השימוש בבוחש ולכן מקטין את צריכת החשמל באתר. יתר על כן, זרימת נוזל מבטיחה הפצה של מיקרואורגניזמים ומטבוליטים ברחבי הכור כמו גם 5. בהשוואה לדלק ביולוגי מוצק, ביוגז הוא קל יותר לטפל, ומשאיר שאריות קטנות או לא. למעשה, צפיפות האנרגיה הספציפיתשל ביוגז הוא ביומסה גולמית גבוהה פי כמה 4. עם זאת, לספירה מעדיפה סוכרים פשוטים כמו עמילן, חומצות שומן, וhemicellulose 1. כתוצאה מכך, תאית וליגנין, חלק עיקרי של ביומסה lignocellulosic הסיבית כמו קש חיטה, נשאר כנוזל עיכול מוצק לאחר הספירה 5. אמנם, ייצור ביוגז משתנה מחומרי הגלם, הסוג של מיקרואורגניזמים, טמפרטורת תגובה, וזמן תגובה, כמות עצומה של נוזל עיכול היא מיוצרת בדרך כלל. בעוד ביוגז משמש לאנרגיה, digestates (עד 90% מים) מאוחסן בדרך כלל בשאריות-דיפו תסיסה לאסוף פליטת המתאן שנותרה. לאחר מכן אלה יבשים והתפשטו על שדה היבול כדי לשפר את פוריות קרקע ואת יכולת אצירת מים. תוכן אורגני גבוה לעתים קרובות לעכב נוזל עיכול ישירות לדלק, כמו כמויות גבוהות של סיגים עלולות לאכל את הציוד 6. פחום הידרותרמיות (HTC) הוא תהליך טיפול thermochemical תוכנן במיוחד עבור רטוביש חומרי גלם, שבו ביומסה (עם 80-90% מים) מחוממת עד 200-260 מעלות צלזיוס בלחץ הרוויה מים ולהחזיק עבור .5-6 שעות (איור 3) 7,8 subcritical מים המוצר היוני המרבי ב200. - 260 מעלות צלזיוס, מה שאומר שמים בתנאים אלה היא תגובתי ומתנהגת כחומצה קלה ובסיס קל בו זמנית 9. Hemicellulose, יחד עם extractives אחר, להשפיל סביב 180-200 מעלות צלזיוס, ואילו תאית מגיבה סביב 220-230 מעלות צלזיוס, וליגנין מגיב בטמפרטורה גבוהה יחסית (&gt; 250 C o), אבל הרבה יותר לאט מאשר תאית hemicellulose 10. עקב התייבשות וdecarboxylation משמעותיים, מוצר תוצאות HTC מוצק בשם biochar HTC, עם תשואה המונית (biochar HTC היבש / מזון יבש) של 40-80%, משקאות המכילים חומצות קרבוקסיליות, נגזרות furan, חומרים פנוליות, ומונומרים סוכר, ו 5 - 10% CO 2 מוצר גזים עשיר 11. במהלך HTC, חומרים נדיפים המכיל חמצן באופן משמעותימופחת ובכך להשאיר את הפחם עשיר מוצק. biochar HTC הוא גם יציב, הידרופובי, ופריך להשוות 12,13 זינה לחה גלם. בשל מאפיינים הידרופובי, dewateribility של biochar HTC מגביר מספר פעמים בהשוואה לנוזל עיכול גלם או אפילו ביומסה גולמית. 14-18 יתר על כן, יש biochar HTC ערכי דלק דומים ליגניט פחם 16,17. עם זאת, התאית וליגנין באופן חלקי לבזות בסביבת HTC 18. עכשיו hemicellulose ותאי ביומסה לתרום ליוגז במהלך הספירה, תוך תאית וליגנין בעיקר לתרום לbiochar HTC המוצק 4,5. לפיכך, השילוב של AD-HTC עלול להגדיל את התשואה ביואנרגיה כוללת. הופמן ואח&#39;. מדומה שילוב דומה אך באמצעות הספירה וHTL (עיבוי הידרותרמיות) ולא AD-HTC 19. HTL הוא שיטה נפוצה של מסת חלקיק ביומסה ויש מוצר נוזלי ערך דלק גבוה [43.1 מ&quot;ג / קילוגרם]. עם זאת, HTL requires לחץ גבוה מאוד (250 בר) כדי להשוות את HTC (10-50 בר), מה שמרמז על התקנה גבוהה ועלויות תפעול מ-HTC. שוב, רצף שילוב של AD ו HTC יכול להיחקר וכירט et al. לספירה דיווחה לאחרונה של נוזל תהליך HTC 20. עם זאת, לספירה אפקטיבית תלויה בריכוז הסוכר בחומר הזינה. סוכרים בנוזל תהליך HTC, הנוצרים במהלך הידרוליזה, לעתים קרובות לבזות במהירות מתחת למי subcritical. זו הסיבה לספירה לפני HTC היא נוחה יותר במונחים של Bioenergy. עם זאת, לספירה של נוזל תהליך HTC יכולה לייצר ביואנרגיה נוספת, ובמקרה זה, רצף שילוב יהיה AD-HTC-AD. מטרת העבודה הייתה להעריך את האינטגרציה של תהליכים לספירה ו HTC לייצור Bioenergy (איור 3). פוטנציאל הייצור ביוגז לספירת thermophilic ומזופיליות מכור UASS הוערך בפעולה רציפה של יותר מ -200 ימים. בהמשך לכך, f ייצור biochar HTCנוזל עיכול rom היה גם למד. מאזן המסה ואנרגיה של AD-HTC מדורג בוצע והשוואה לתהליכים האישיים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="715">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:151px;">Company</td>
			<td style="width:151px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">UASS reactor</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:167px;">Patented design</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Weighing machine</td>
			<td style="width:151px;">KERN</td>
			<td style="width:151px;">440-55N</td>
			<td style="width:167px;">0.2 g precision</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:247px;">Biofilm carrier</td>
			<td style="width:151px;">RVT Process Equipment GmbH, Germany</td>
			<td style="width:151px;">Bioflow 40</td>
			<td style="width:167px;">Establish 305&#160; m2/m3</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:247px;">Heating bath</td>
			<td style="width:151px;">Lauda-Konigshofen, Germany</td>
			<td style="width:151px;">Lauda Ecoline 011</td>
			<td style="width:167px;">Ensure mesophilic and thermophilic temperature</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Recirculation pump</td>
			<td style="width:151px;">Heidolph pumpdrive</td>
			<td style="width:151px;">5201</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:247px;">Wheat straw</td>
			<td style="width:151px;">Dittmannsdorfer Milch GmbH, Germany</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:167px;">5-65 mm length</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Biogas analyzer</td>
			<td style="width:151px;">Pronova, Germany</td>
			<td style="width:151px;">SSM 6000</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Gas meter</td>
			<td style="width:151px;">Ritter, Germany</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:167px;">Drum type</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Process parameters</td>
			<td style="width:151px;">Mettler, Toledo, USA</td>
			<td style="width:151px;">InPro 4260</td>
			<td style="width:167px;">Online</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">HTC reactor</td>
			<td style="width:151px;">Parr instrument, Moline, IL, USA</td>
			<td style="width:151px;">Parr 4555</td>
			<td style="width:167px;">5 gallon volume</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">HTC Temperature controller</td>
			<td style="width:151px;">Parr instrument, IL, USA</td>
			<td style="width:151px;">4848</td>
			<td style="width:167px;">K type thermocouple</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Weighing machine</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:151px;">KERN FKB</td>
			<td style="width:167px;">0.1g precision&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:247px;">Heating system</td>
			<td style="width:151px;">Parr</td>
			<td style="width:151px;">A1600EEE</td>
			<td style="width:167px;">Band heater, 2 &#176;C min-1</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Software</td>
			<td style="width:151px;">SpecView</td>
			<td style="width:151px;">32849</td>
			<td style="width:167px;">Digital monitoring and programming interface</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;"></td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Catalyst</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td style="width:151px;">Tungsten (VI) oxide</td>
			<td style="width:167px;">Elemental analyzer</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Weighing machine</td>
			<td style="width:151px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:151px;">SN-1128123281</td>
			<td style="width:167px;">Precision 1 &#181;g</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Sample pan</td>
			<td style="width:151px;">Elemental Analyssystem GmbH</td>
			<td style="width:151px;">Tin (Sn) 6x6x12 mm pan</td>
			<td style="width:167px;">Elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Drying oven</td>
			<td style="width:151px;">Binder GmbH, Germany</td>
			<td style="width:151px;">FP 115</td>
			<td style="width:167px;">105 oC oven</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:247px;">Elemental analyzer</td>
			<td style="width:151px;">Vario</td>
			<td style="width:151px;">EL III</td>
			<td style="width:167px;">CHNS analyzer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of integrated anaerobic digestion and hydrothermal carbonization for bioenergy production

ביומסה lignocellulosic היא אחד ממקורות אנרגיה מתחדשת לא מנוצלים עדיין הנפוצים ביותר. שני עיכול אנאירובי (AD) והגזה הידרותרמיות (HTC) מבטיחים טכנולוגיות לייצור Bioenergy מביומסה במונחים של ביוגז וbiochar HTC, בהתאמה. במחקר זה, השילוב של AD ו HTC מוצע להגדיל ייצור Bioenergy כולל. קש חיטה היה מתעכל אנאירובי ברומן upflow כור אנאירובי מצב מוצק (UASS) בשני תנאי מזופיליות (37 מעלות צלזיוס) וthermophilic (55 מעלות צלזיוס). רטובים מתעכל מספירת thermophilic היה מפוח hydrothermally ב230 מעלות צלזיוס במשך 6 שעות לייצור biochar HTC. בטמפרטורת thermophilic, מערכת UASS תשואות ממוצעת של 165 L CH4 / קילוגרם VS (VS: מוצקים נדיפים) ו121 L CH4 / קילוגרם VS בספירת מזופיליות על הפעולה רציפה של 200 ימים. בינתיים, 43.4 גרם של biochar HTC עם 29.6 MJ / dry_biochar קילוגרם היה OBTained מבית HTC של נוזל עיכול 1 קילוגרם (בסיס יבש) מספירת מזופיליות. השילוב של AD ו-HTC, בקבוצה מסוימת זה של ניסוי יניב 13.2 MJ של אנרגיה לכל 1 קילוגרם של קש חיטה יבש, שהוא גבוה לפחות 20% מ HTC לבד וגבוהה יותר 60.2% מספירה בלבד.

עיכול אנאירובי הניסויים ביוגז גילו כי מערכת UASS היא מסוגלת לבצע 38% ו50% מהפוטנציאל ויוצר מתאן בפעולת מזופיליות (37 מעלות צלזיוס) וthermophilic (55 מעלות צלזיוס), בהתאמה. בספירת thermophilic, מערכת UASS תשואות ממוצעת של 165 L CH4 / קילוגרם VS (VS: מוצקים נדיפים) ו121 L CH4 / קילוגרם VS בספירת מזופיליות ל200 ימים של פעולה רציפה (איור 4). אלה ערכי ביצועים היו מחושבים מהניתוח כמוני ואיכותי של ביוגז הקשורים לבסיס חומרי גלם היבש. פוטנציאל biomethane לקש החיטה נקבע (בעקבות ההנחיה VDI 4630) להיות 304.3 CH4 L / קילוגרם VS לthermophilic ו244.2 CH4 L / קילוגרם VS להפעלת מזופיליות, בהתאמה, ומוצג באיור 50; 21. במונחים של איכות, ביוגז המיוצר על ידי UASS הכיל בין 41% ו61% מתאן (איור 5). HTC של נוזל עיכול איור 6 מראה קש יבש, נוזל עיכול יבש נובע מקש על ידי הספירה, וbiochar HTC נגזר מנוזל העיכול יבש על ידי HTC. נוזל עיכול יבש נראה דומה לקש היבש, שהוא רק קצת יותר כהה בצבע. לעבודה זו, נוזל עיכול מתנאי thermophilic נחשבו עבור HTC. כפי שניתן לראות בטבלה 1, 63% מהמסה הכוללת נותרים בנוזל העיכול (טבלת 1). biochar HTC יבש הוא קל יותר מאשר קש גלם יבש, ככל הנראה בשל השפלה של מונומרים ופולימרים פשוטים על ידי מיקרואורגניזמים thermophilic במהלך הספירה. איור 7 מציג את ההתנהגות הידרופובי, ורכות של biochar HTC. במהלך HTC, המבנים גבישיים סיביים נהרסים ולייצר ca אמורפי רךbiochar HTC rbon עשיר 16,17,28. ניתן לראות מטבלת 1 שהתשואה ההמונית של נוזל עיכול וbiochar HTC נגזר קש גלם 43.4%, ו38.3%, בהתאמה. המוצר המוצק, biochar HTC הוא מאוד הידרופובי 12; זה יכול להישאר במגע עם מים במשך זמן ממושך 13. גם את זה הוא רך מאוד, כפי שהוא בקושי דורש כל לחץ כדי לכתוש אותה. לתעשיית פחם לכח, שמירה על הרכות של חומרי גלם היא מאוד חשובה, כמו זה יכול לחסל את צעדי כתישה המרחיבה. ניתוח יסודות מיצירות יסודות מוצגות בלוח 1, ניתן לראות כי פחמן ומימן יסודות נשארים זהה בכל רחבי מוצקים עיכול אנאירובי. עליות יסודות פחמן ומימן במהלך ירידות HTC. רוב חנקן היסודות נשאר במוצק שכן תוכן חנקן אלמנטרי עלה במהלך שני העיכול<html> תהליכי HTC ד. מאז גופרית קש חיטה היא קורט, הריכוז של גופרית יסודות אינו מוצג בתוצאות. תכולת חמצן Elemental חושב על ידי הפחתת C, H, ו-N מ100% וגם מוצגת בלוח 1, בהנחה שהחומר הגלם מורכב מCHONS בלבד. ריכוז חמצן ירד באופן דרמטי במהלך HTC, בזמן שהוא נשאר דומה במהלך עיכול. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1. מושג וצעדים של עיכול אנאירובי יסוד. נתון זה מתאר את המושגים הבסיסיים של מערכת העיכול אנאירובי. בנתון זה, ארבעה צעדים כלליים (הידרוליזה, acedogenesis, acetogenesis, וmethanogenesis) של עיכול אנאירובי מוצגים &quot;Width =&quot; g2highres.jpg 500 &quot;/&gt; איור 2:. תרשים סכמטי של כור UASS קנה המידה מעבדה לעיכול אנאירובי זה סכמטי של מערכת כור UASS. הנה כור UASS ומסנן אנאירובי (AF) מוצגים מחוברים על ידי זרם נוזלי, שבו חומצות שומן המופקות בכור UASS לבוא לAF ומתאן הוא מיוצר. מהחלק התחתון של העדשה, עוד זרם נוזל נמשך לUASS, שבו מיקרואורגניזמים הולכים מפרפור הפרוזדורים לכור UASS. <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig3highres.jpg" width="500" /> איור 3. (למעלה) קונספט של HTC של ביומסה lignocellulosic, (תחתונה) מושג אינטגרציה של מערכת העיכול וHTC אנאירובי * תאית יהיה הגיב באופן חלקי 24. בדיאגרמה של הבלוק הזה, ניתן לראות כי רכיבי סיבים שונים באים במגע עם המים subcritical ומומרים לbiochar HTC (Cסוג oal). <img alt="איור 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig4highres.jpg" width="500" /> איור 4. ייצור מתאן מכור UASS בשני תנאי thermophilic ומזופיליות עם מסנן אנאירובי. אלה הם תוצאות ניסיוניות של כור UASS ל210 ימים של פעולה עבור שני תנאי thermophilic ומזופיליות. ציר ה-X הוא ימים של מבצע, בעוד שציר ה-Y היא התשואה מתאן (CH4 L / קילוגרם VS) בהשוואה למוצקה נדיפים (VS). <img alt="איור 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig5highres.jpg" width="500" /> איור 5. חלק מתאן של ביוגז מכור UASS בשני תנאי thermophilic ומזופיליות. אלה הם תוצאות ניסיוניות של כור UASS ל210 ימים של מבצע תחת שני thermophilicתנאי מזופיליות ד. ציר ה-X הוא ימים של מבצע, בעוד שציר ה-Y הוא החלק מתאן (%) ביוגז. ערכי נתונים הם ממוצעים מכפילויות. <img alt="איור 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig6highres.jpg" width="500" /> איור 6. (מימין לשמאל) קש יבש חיטה, נוזל עיכול קש חיטה יבש, וbiochar HTC של נוזל עיכול קש חיטה. זוהי תמונה בזמן אמת של המצבים השונים של קש חיטה. כאן בנתון זה, ההשפעה של עיכול אנאירובי (AD) וHTC יכולה להיות גלויה. מבנה הסיבים עדיין גלוי בנוזל העיכול, בעוד הוא הופך להיות אבקתי אחרי HTC. <img alt="איור 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig7highres.jpg" width="500" /> איור 7. הידרופוביות של biochar HTC (משמאל), פריכות של biochar HTC (מימין) </strong&gt;. זהו שוב את התמונה בזמן אמת של הידרופוביות ופריכות של biochar HTC. בתמונה הראשונה, biochar HTC שקוע מתחת למים, בזמן ששני התמונות הבאות מצבו של biochar לפני ואחרי קשה ריסוק מוצגות. <img alt="איור 8" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51734/51734fig8highres.jpg" width="500" /> איור 8. (למעלה) פוטנציאל יואנרגיה ידי עיכול אנאירובי (AD) מ -1 קילוגרם של קש חיטת גלם ופוטנציאל (תחתון) ביואנרגיה ידי שילוב AD-HTC מ1 קילוגרם של קש חיטה יבש. זוהי דמות כדי להעריך את הצורך בשילוב מושגים. דיאגרמת הבלוק מראה כמה אנרגיה לחילוץ על ידי הספירה וHTC מחומר הגלם. <img alt="טבלת 1" fo:content-width="7in" src="/files/ftp_upload/51734/51734table1v2.jpg" width="700" /> . ניתוח Elemental טבלה 1, HHV, תשואה המונית, וניתוח סיבי קש גלם חיטה, נוזל עיכול (thermophilic), וbiochar HTC המקביל. HHV מחושב מהרכב CHNS כפי שמוצג בספרות 18,24. טבלת 1 היא תוצאות הניסוי של ניתוח יסודות, ואת התשואה המונית לאחר הספירה ו HTC. ליגנין, תאית וhemicellulose נמדדים על ידי הניתוח ואן Soest סיבים [12]. הערה:. Na לא ניתח <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51734/51734table1.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של השולחן הזה.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production at JoVE.com

Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production

כור מוצק רומן Upflow אנאירובית מדינה (UASS) שימש לייצור ביוגז מחומרי גלם סיבי. נוזל עיכול מכור UASS היה המפוח hydrothermally לbiochar HTC בכור אצווה בלחץ. שילובם של שני המושגים יואנרגיה יושם במחקר זה כדי להגדיל את ייצור Bioenergy כולל.

הערכה משולבת אנאירובי העיכול והידרותרמיים פחום ליואנרגיה הפקה

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal ...

evaluation-integrated-anaerobic-digestion-hydrothermal-carbonization

Google

Research

JoVE Journal

Environment

25.3K Views.  Leibniz Institute for Agricultural Engineering.  כור מוצק רומן Upflow אנאירובית מדינה (UASS) שימש לייצור ביוגז מחומרי גלם סיבי. נוזל עיכול מכור UASS היה המפוח hydrothermally לbiochar HTC בכור אצווה בלחץ. שילובם של שני המושגים יואנרגיה יושם במחקר זה כדי להגדיל את ייצור Bioenergy כולל. 

Video: Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals is often not well understood. Here we demonstrate an integrated field lysimetry and porewater sampling method for evaluating the mobility of chemicals applied to soils and established vegetation. Lysimeters, open columns made of metal or plastic, are driven into bareground or vegetated soils. Porewater samplers, which are commercially available and use vacuum to collect percolating soil water, are installed at predetermined depths within the lysimeters. At prearranged times following chemical application to experimental plots, porewater is collected, and lysimeters, containing soil and vegetation, are exhumed. By analyzing chemical concentrations in the lysimeter soil, vegetation, and porewater, downward leaching rates, soil retention capacities, and plant uptake for the chemical of interest may be quantified. Because field lysimetry and porewater sampling are conducted under natural environmental conditions and with minimal soil disturbance, derived results project real-case scenarios and provide valuable information for chemical management. As chemicals are increasingly applied to land worldwide, the described techniques may be utilized to determine whether applied chemicals pose adverse effects to human health or the environment.

Field lysimetry and porewater sampling allow researchers to evaluate the fate of chemicals applied to soils and established vegetation. The goal of this protocol is to demonstrate how to install required instrumentation and collect samples for chemical analysis during integrated field lysimetry and porewater sampling experiments.

משולב שדה Lysimetry וPorewater דגימה להערכת כימית ניידות בקרקעות וצמחייה הוקמה

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

A Gusseted Thermogradient Table to Control Soil Temperatures for Evaluating Plant Growth and Monitoring Soil Processes

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a series of incubators. A temperature gradient is passively established across the surface of the table between the heated and cooled ends and is lost quickly at distances above the surface. Since temperature is only controlled on the table surface, experiments are restricted to shallow containers, such as Petri dishes, placed on the table. Welding continuous aluminum vertical strips or gussets perpendicular to the surface of a table enables temperature control in depth via convective heat flow. Soil in the channels between gussets was maintained across a gradient of temperatures allowing a greater diversity of experimentation. The gusseted design was evaluated by germinating oat, lettuce, tomato, and melon seeds. Soil temperatures were monitored using individual, battery-powered dataloggers positioned across the table. LED lights installed in the lids or along the sides of the gradient table create a controlled temperature chamber where seedlings can be grown over a range of temperatures. The gusseted design enabled accurate determination of optimum temperatures for fastest germination rate and the highest percentage germination for each species. Germination information from gradient table experiments can help predict seed germination and seedling growth under the adverse soil conditions often encountered during field crop production. Temperature effects on seed germination, seedling growth, and soil ecology can be tested under controlled conditions in a laboratory using a gusseted thermogradient table.

Traditional thermogradient tables create a range of temperatures across the surface. Welding gussets perpendicular to the surface of a thermogradient table will control temperature in depth increasing possible research applications.

לוח א gusseted Thermogradient לשלוט טמפרטורות קרקע להערכת גדילת צמחי ניטור תהליכי אדמה

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as redox potential (Eh) and pH, but also to microbial activities that can play a direct or indirect role on speciation and/or mobility. Indeed, some bacteria can directly oxidize As(III) to As(V) or reduce As(V) to As(III). Likewise, bacteria are strongly involved in Hg cycling, either through its methylation, forming the neurotoxin monomethyl mercury, or through its reduction to elemental Hg&#176;. The fates of both As and Hg are also strongly linked to soil or aquifer composition; indeed, As and Hg can bind to organic compounds or (oxy)hydroxides, which will influence their mobility. In turn, bacterial activities such as iron (oxy)hydroxide reduction or organic matter mineralization can indirectly influence As and Hg sequestration. The presence of sulfate/sulfide can also strongly impact these particular elements through the formation of complexes such as thio-arsenates with As or metacinnabar with Hg.
Consequently, many important questions have been raised on the fate and speciation of As and Hg in the environment and how to limit their toxicity. However, due to their reactivity towards aquifer components, it is difficult to clearly dissociate the biogeochemical processes that occur and their different impacts on the fate of these TE.
To do so, we developed an original, experimental, column setup that mimics an aquifer with As- or Hg-iron-oxide rich areas versus iron depleted areas, enabling a better understanding of TE biogeochemistry in anoxic conditions. The following protocol gives step by step instructions for the column set-up either for As or Hg, as well as an example with As under iron and sulfate reducing conditions.

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of arsenic and mercury in aquifers are closely related to physio-chemical conditions and microbial activity. Here, we present an original experimental column setup that mimics an aquifer and enables a better understanding of trace element biogeochemistry in anoxic conditions. Two examples are presented, combining geochemical and microbiological approaches.

להגדרת הטור ניסיוני ללמוד אנאירובית Biogeochemical אינטראקציות בין והידרוקסידים ברזל (אוקסי), יסודות קורט, חיידקים

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

Ecosystem Fabrication (EcoFAB) Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

Beneficial plant-microbe interactions offer a sustainable biological solution with the potential to boost low-input food and bioenergy production. A better mechanistic understanding of these complex plant-microbe interactions will be crucial to improving plant production as well as performing basic ecological studies investigating plant-soil-microbe interactions. Here, a detailed description for ecosystem fabrication is presented, using widely available 3D printing technologies, to create controlled laboratory habitats (EcoFABs) for mechanistic studies of plant-microbe interactions within specific environmental conditions. Two sizes of EcoFABs are described that are suited for the investigation of microbial interactions with various plant species, including Arabidopsis thaliana, Brachypodium distachyon, and Panicum virgatum. These flow-through devices allow for controlled manipulation and sampling of root microbiomes, root chemistry as well as imaging of root morphology and microbial localization. This protocol includes the details for maintaining sterile conditions inside EcoFABs and mounting independent LED light systems onto EcoFABs. Detailed methods for addition of different forms of media, including soils, sand, and liquid growth media coupled to the characterization of these systems using imaging and metabolomics are described. Together, these systems enable dynamic and detailed investigation of plant and plant-microbial consortia including the manipulation of microbiome composition (including mutants), the monitoring of plant growth, root morphology, exudate composition, and microbial localization under controlled environmental conditions. We anticipate that these detailed protocols will serve as an important starting point for other researchers, ideally helping create standardized experimental systems for investigating plant-microbe interactions.

Ecosystem Fabrication EcoFAB Protocols for The Construction of Laboratory Ecosystems Designed to Study Plant-microbe Interactions

This article describes detailed protocols for ecosystem fabrication of devices (EcoFABs) that enable the studies of plants and plant-microbe interactions in highly controlled laboratory conditions.

המערכת האקולוגית פרוטוקולים פבריקציה נוספת (EcoFAB) להקמת מערכות אקולוגיות מעבדה שנועדה ללמוד אינטראקציות צמח-חיידק

Beneficial plant-microbe interactions offer a sustainable biological solution with the potential to boost low-input food and bioenergy production. A ...

An Experimental Protocol for Studying Mineral Effects on Organic Hydrothermal Transformations

Organic-mineral interactions are widely occurring in hydrothermal environments, such as hot springs, geysers on land, and the hydrothermal vents in the deep ocean. Roles of minerals are critical in many hydrothermal organic geochemical processes. Traditional hydrothermal methodology, which includes using reactors made of gold, titanium, platinum, or stainless-steel, is usually associated with the high cost or undesired metal catalytic effects. Recently, there is a growing tendency for using the cost-effective and inert quartz or fused silica glass tubes in hydrothermal experiments. Here, we provide a protocol for carrying out organic-mineral hydrothermal experiments in silica tubes, and we describe the essential steps in the sample preparation, experimental setup, products separation, and quantitative analysis. We also demonstrate an experiment using a model organic compound, nitrobenzene, to show the effect of an iron-containing mineral, magnetite, on its degradation under a specific hydrothermal condition. This technique can be applied to study complex organic-mineral hydrothermal interactions in a relatively simple laboratory system.

Earth-abundant minerals play important roles in the natural hydrothermal systems. Here, we describe a reliable and cost-effective method for the experimental investigation of organic-mineral interactions under hydrothermal conditions.

טיפול נסיוני לומד השפעות המינרלים על העתקות הידרותרמי אורגני

Organic-mineral interactions are widely occurring in hydrothermal environments, such as hot springs, geysers on land, and the hydrothermal vents in the ...

An Anaerobic Biosensor Assay for the Detection of Mercury and Cadmium

Mercury (Hg) bioavailability to microbes is a key step to toxic Hg biomagnification in food webs. Cadmium (Cd) transformations and bioavailability to bacteria control the amount that will accumulate in staple food crops. The bioavailability of these metals is dependent on their speciation in solution, but more particularly under anoxic conditions where Hg is methylated to toxic monomethylmercury (MeHg) and Cd persists in the rhizosphere. Whole-cell microbial biosensors give a quantifiable signal when a metal enters the cytosol and therefore are useful tools to assess metal bioavailability. Unfortunately, most biosensing efforts have so far been constrained to oxic environments due to the limited ability of existing reporter proteins to function in the absence of oxygen. In this study, we present our effort to develop and optimize a whole-cell biosensor assay capable of functioning anaerobically that can detect metals under anoxic condition in quasi-real time and within hours. We describe how the biosensor can help assess how chemical variables relevant to the environmental cycling of metals affect their bioavailability. The following protocol includes methods to (1) prepare Hg and Cd standards under anoxic conditions, (2) prepare the biosensor in the absence of oxygen, (3) design and execute an experiment to determine how a series of variable affects Hg or Cd bioavailability, and (4) to quantify and interpret biosensor data. We show the linear ranges of the biosensors and provide examples showing the method's ability to distinguish between metal bioavailability and toxicity by utilizing both metal-inducible and constitutive strains.

Here, we present a protocol to use an anaerobic whole-cell microbial biosensor to evaluate how different environmental variables affect the bioavailability of Hg and Cd to bacteria in anoxic environments.

Assay ביוסנסור אנאירובית איתור כספית, קדמיום

Mercury (Hg) bioavailability to microbes is a key step to toxic Hg biomagnification in food webs. Cadmium (Cd) transformations and bioavailability to ...

An Induction System for Clustered Stomata by Sugar Solution Immersion Treatment in Arabidopsis thaliana Seedlings

Stomatal movement mediates plant gas exchange, which is essential for photosynthesis and transpiration. Stomatal opening and closing are accomplished by a significant increase and decrease in guard cell volume, respectively. Because shuttle transport of ions and water occurs between guard cells and larger neighboring epidermal cells during stomatal movement, the spaced distribution of plant stomata is considered an optimal distribution for stomatal movement. Experimental systems for perturbing the spaced pattern of stomata are useful to examine the spacing pattern's significance. Several key genes associated with the spaced stomatal distribution have been identified, and clustered stomata can be experimentally induced by altering these genes. Alternatively, clustered stomata can be also induced by exogenous treatments without genetic modification. In this article, we describe a simple induction system for clustered stomata in Arabidopsis thaliana seedlings by immersion treatment with a sucrose-containing medium solution. Our method is easy and directly applicable to transgenic or mutant lines. Larger chloroplasts are presented as a cell biological hallmark of sucrose-induced clustered guard cells. In addition, a representative confocal microscopic image of cortical microtubules is shown as an example of intracellular observation of clustered guard cells. The radial orientation of cortical microtubules is maintained in clustered guard cells as in spaced guard cells in control conditions.

An Induction System for Clustered Stomata by Sugar Solution Immersion Treatment in Arabidopsis thaliana Seedlings

The goal of this protocol is to demonstrate how to induce clustered stomata in cotyledons of Arabidopsis thaliana seedlings by immersion treatment with a sugar-containing medium solution and how to observe intracellular structures such as chloroplasts and microtubules in the clustered guard cells using confocal laser microscopy.

מערכת אינדוקציה מקובצים באשכולות הפיוניות על ידי סוכר פתרון טבילה טיפול בשתילי תודרנית לבנה

Stomatal movement mediates plant gas exchange, which is essential for photosynthesis and transpiration. Stomatal opening and closing are accomplished by a ...

Simulation of Early Earth Hydrothermal Chimneys in a Thermal Gradient Environment

Deep sea hydrothermal vents are self-organizing precipitates generated from geochemical disequilibria and have been proposed as a possible setting for the emergence of life. The growth of hydrothermal chimneys in a thermal gradient environment within an early Earth vent system was successfully simulated by using different hydrothermal simulants, such as sodium sulfide, which were injected into an early Earth ocean simulant containing dissolved ferrous iron. Moreover, an apparatus was developed to sufficiently cool the ocean simulant to near 0 &#176;C in a condenser vessel immersed in a cold water bath while injecting a sulfide solution at hot to room temperatures, effectively creating an artificial chimney structure in a temperature gradient environment over a period of a few hours. Such experiments with different chemistries and variable temperature&#160;gradients resulted in a variety of morphologies in the chimney structure. The use of ocean and hydrothermal fluid simulants at room temperature resulted in vertical chimneys, whereas the combination of a hot hydrothermal fluid and cold ocean simulant inhibited the formation of robust chimney structures. The customizable 3D printed condenser created for this study acts as a jacketed reaction vessel that can be easily modified and used by different researchers. It will allow the careful control of injection rate and chemical composition of vent and ocean simulants, which should help accurately simulate prebiotic reactions in chimney systems with thermal gradients similar to those of natural systems.

The goal of this protocol is to form simulated hydrothermal chimneys via chemical garden injection experiments and introduce a thermal gradient across the inorganic precipitate membrane, using a 3D printable condenser that can be reproduced for educational purposes.

סימולציה של ארובות הידרותרמיות מוקדמות בכדור הארץ בסביבה שיפועית תרמית

Deep sea hydrothermal vents are self-organizing precipitates generated from geochemical disequilibria and have been proposed as a possible setting for the ...

סימולציה של שיטה אנאירובית באתרו לגידול מיקרובים סביבתיים

A Set of In Situ Informed Simulated Medium Formats for Culturing Environmentally Acquired Anaerobic Microorganisms

Culture-dependent research of anaerobic microorganisms rests upon methodological competence. These methods must create and maintain suitable growth conditions (e.g., pH and carbon sources) for anaerobic microorganisms while also allowing samples to be extracted without compromising the artificial environment. To this end, methods that are informed by and simulate an in situ environment can be of great aid in culturing microorganisms from that environment. Here, we outline an in situ informed and simulated anaerobic method for culturing terrestrial surface and subsurface microorganisms, emphasizing anaerobic sample collection with minimal perturbation. This protocol details the production of a customizable anaerobic liquid medium, and the environmental&#160;acquisition and in vitro growth of anaerobic microorganisms. The protocol also covers critical components of an anaerobic bioreactor used for environmental simulations of sediment and anaerobic liquid media for environmentally acquired cultures. We have included preliminary Next Generation Sequencing data from a maintained microbiome over the lifespan of a bioreactor where the active culture dynamically adjusted in response to an experimental carbon source.

מחבר זרקור: חשיפת המסתורין של מיקרואורגניזמים אנאירוביים יבשתיים בסביבות לא ממופות על ידי תרבית באתרו

The focus of this paper is to detail best practices for making media for fastidious anaerobic microorganisms acquired from an environment. These methods help manage anaerobic cultures and can be applied to support the growth of elusive uncultured microorganisms, the "microbial dark matter."

קבוצה של פורמטים מדומים מדומים באתרם לטיפוח מיקרואורגניזמים אנאירוביים שנרכשו בסביבה

Culture-dependent research of anaerobic microorganisms rests upon methodological competence. These methods must create and maintain suitable growth ...