Name: reducing willow wood fuel emission by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization
Uploaded: 2019-05-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization at JoVE.com

लेखकों को अपनी तकनीकी सहायता के लिए क्रिस्टोफ वार्थ, माइकल रस्स, करिला लेशस्की, जूलियन तेमादा और डॉ रेनर किरचकी का शुक्रिया अदा करना पसंद है । अध्ययन BMBF द्वारा वित्त पोषित किया गया था (परियोजना BiCoLim-जैव-जलाश्य Limpios) के तहत अनुदान संख्या 01DN16036 ।

1. नमूना सामग्री की तैयारी
<ol><li>फसल पांच साल पुरानी विलो, क्लोन प्रकार "Tordes" ([Salix schwerinii एक्स एस viminalis] एक्स एस vim.), 12 − 14 मीटर की ऊंचाई और लगभग 15 सेमी की एक स्तन व्यास के साथ ।</li>
	<li>लकड़ी चिप और १०५ डिग्री सेल्सियस ?...

महाग तापीय उपचार की विभिन्न तीव्रता को लागू करके रासायनिक निम्नीकरण के चरणों के विभेदन की अनुमति देता है । इसलिए, सामूहिक हानि, O/C-H/C अनुपात, हीटिंग मान, राख घटक में कमी, प्रक्रिया पानी की पीएच वृद्धि और प्...

हाइड्रोथर्मल कार्बनीकरण (mahc) के लिए माइक्रोवेव के अनुप्रयोग का उपयोग बायोमास मॉडल यौगिकों जैसे फ्रुक्टोज, ग्लूकोस1,2 या सेलुलोस (3) और कार्बनिक substrates के थर्मोकेमिकल रूपांतरण के लिए किया जाता है । अधिमानतः अपशिष्ट सामग्री4,5,6,7,8,9,10। माइक्रोवेव के उपयोग के रूप में यह एक भी हीटिंग का इलाज बायोमास2,10 मुख्य रूप से एक परावैद्युत विलायक के थर्मल नुकसान के माध्यम से की अनुमति देता है लाभप्रद है11,12, हालांकि माइक्रोवेव क्या सीधे रासायनिक बांड तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा हस्तांतरण नहीं है और प्रतिक्रियाओं को प्रेरित13. माइक्रोवेव HTC रिएक्टर पोत की पूरी प्रतिक्रिया मात्रा घुसना और ऊर्जा सीधे हस्तांतरण के लिए सामग्री है, जो एक पारंपरिक रिएक्टर है कि एक धीमी हीटिंग की वजह से पता चलता है के साथ संभव नहीं है इस्पात मेंटल की उच्च हीटिंग क्षमता की दर और नमूना ही14। माइक्रोवेव रिएक्टर में तापमान को समान रूप से11,14,15 और कूलडाउन के बाद भी वितरित किया जाता है । प्रतिक्रिया बहुत तेजी से है । इसके अलावा, पारंपरिक रिएक्टरों को गर्मी बहुत धीमी और रासायनिक प्रतिक्रियाओं हीटिंग के दौरान होने वाली परिणाम है कि आम तौर पर अंतिम तापमान को सौंपा जाता है पूर्वाग्रह कर सकते हैं । एक MAHC रिएक्टर में बेहतर प्रक्रिया नियंत्रण चयनित HTC प्रतिक्रियाओं (जैसे, निर्जलीकरण या decarboxylation) के तापमान निर्भरता का एक सटीक विस्तार में सक्षम बनाता है । HTC रिएक्टर की मात्रा में भी तापमान वितरण का एक और फायदा भीतरी रिएक्टर दीवार2पर immobilized और पूरी तरह से कार्बोनीकृत कणों की कम आसंजन है । हालांकि, पानी केवल एक औसत माइक्रोवेव अवशोषित विलायक कि भी उच्च तापमान, जो प्राप्त करने योग्य अधिकतम तापमान सीमा पर माइक्रोवेव अवशोषण कम से पता चलता है । इस नकारात्मक प्रभाव मुआवजा जब एसिड HTC प्रक्रिया के दौरान उत्पादित कर रहे हैं या उत्प्रेरक (ईओण या ध्रुवीय प्रजातियों) उपचार से पहले जोड़ रहे हैं । माइक्रोवेव प्रेरित प्रतिक्रियाएँ सामान्य11,15 और विशेष रूप से 5-हाइड्रोजाइमिथाइलफर्फेरल (5-एचएमएफ) में रेत-बिस्तर उत्प्रेरित अभिक्रियाओं की तुलना में फ्रुक्टोज से उच्च उत्पाद पैदावार दर्शाती हैं । उंहोंने यह भी एक बेहतर ऊर्जा संतुलन तो पारंपरिक हीटिंग तरीकों15,16है ।
हाइड्रोथर्मल कार्बोनेजेशन की मौलिक रासायनिक अवधारणा अवक्रमण और बायोमास का क्रमिक बहुलकीकरण है । इन जटिल अन्योन्यक्रिया प्रतिक्रियाओं के दौरान ऊतक ऑक्सीजन का समाप्त हो जाता है, जो तापन मान को बढ़ाता है । पहले, पॉलीमर हेमीसेलुलोस और सेल्युलोज चीनी मोनोमर्स17को hydrolyzed हैं, हालांकि कम तापमान मुख्य रूप से hemicellulose18,19,20,21को प्रभावित करते हैं । HTC प्रतिक्रियाओं के इस प्रारंभिक चरण में, कार्बनिक एसिड शर्करा aldehydes के परिवर्तन और hemicellulose के deacetylation से बनते हैं । इन एसिड एसिटिक, लैक्टिक, levulinic, एक्रिलिक या फॉर्मिक एसिड20,21,22 हो सकता है और वे रिएक्टर में प्रतिक्रिया पानी के पीएच कम । वियोजन के कारण, वे मुक्त नकारात्मक आयनों कि प्रक्रिया पानी में आयन उत्पाद को बढ़ाने के रूप में । बढ़ती आयन उत्पाद cations, जो बायोमास में राख के प्रमुख घटक है के हल की अनुमति देता है । इस तंत्र के द्वारा, ऊतक उत्सर्जन पूर्ववर्ती और धातुमल धारकों (जैसे, पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, क्लोरीन और भारी धातुओं)23,24से समाप्त हो गया है ।
गठन कार्बनिक एसिड furans के लिए चीनी मोनोमर्स के निर्जलीकरण का समर्थन कर सकते हैं । एक आम चीनी निर्जलीकरण उत्पाद फरफुरल और 5-hydroxymethylfurfural है, जो रासायनिक उद्योग के लिए संभव उत्पादों रहे हैं, के रूप में वे मंच उत्पादों के रूप में सेवा (जैसे, बायोओलिमर्स के संश्लेषण के लिए) । 5-सेलुलोज25,26 या 5-हाइड्रोक्सिमेथिलफर्फ्यूरल27से उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं द्वारा methylfurfural का गठन किया जा सकता है । हालांकि बायोपॉलिमर सिंथेसिस नियंत्रित परिस्थितियों में एक कृत्रिम पुनर्बहुलकीकरण है, लेकिन यह फ्यूरेन्स, महाग रिएक्टर के जटिल रासायनिक परिवेश में उच्च आण्विक वज़न वाले सुगंधित संरचनाओं को भी गाढ़ा, बहुलकीकरण और आकार दे सकता है । संशोधित लकड़ी सेल मैट्रिक्स के साथ घुलनशील कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिकों की बातचीत प्रतिक्रिया प्रणाली20की जटिलता के लिए जोड़ें । Furan बहुलकीकरण प्रतिक्रिया रास्ते ऐल्डोल संघनन या/और एक जलविरागी शेल और एक अधिक हाइड्रोफिलिक कोर28के साथ उपज हाइड्रोचर कणों को रोजगार । यह अभी तक नहीं पता चला है कि क्या बायोमास कणों पूरी तरह से विघटित कर रहे है और फिर repolymerized या यदि बायोमास कणों एक carbonization के लिए टेंपलेट के रूप में सेवा करते हैं । हालांकि, गिरावट और repolymerization प्रतिक्रियाओं निर्जलीकरण और decarboxylation प्रतिक्रियाओं शामिल, के रूप में अच्छी तरह से29,30, जो ओ/
जबकि अंय अध्ययनों से पारंपरिक रिएक्टर आधारित उष्णजलीय उपचार31, संयुक्त यांत्रिक निक्षालन३२ या पानी/अमोनियम एसीटेट/हाइड्रोक्लोरिक एसिड वाशिंग३३के साथ एक पानी धोने के खनिज को कम करने के प्रभाव को साबित कर दिया, हमारे अध्ययनों से पहली बार माइक्रोवेव के साथ कम तापमान कार्बोनेजेशन के दौरान खनिज निक्षालन की जांच । के रूप में इस अध्ययन ईंधन के उंनयन के लिए उत्सर्जन अग्रदूत निक्षालन पर केंद्रित है, यह पोटेशियम, सोडियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम, क्लोरीन, सल्फर, नाइट्रोजन और भारी धातुओं के भाग्य की जांच । महीन धूल पूर्वगामी अस्थिर लवण (उदा., KCl या K2तो4) को गैसीय प्रावस्था में ऊंचा तापमान पर बनाते हैं । जब ये लवण फ़्लुएंज़ा गैस में जमा हो जाते हैं, तो जिंक जैसी भारी धातुएं उन पर नाभिककरण कणों के रूप में सफाई कर सकती हैं, जिससे एक कण वृद्धि श्रृंखला अभिक्रिया होती है । कम फ्लू गैस के तापमान पर, नमक संघनन आगे कण विकास और परिणाम में चिमनी से cancerogenous ठीक धूल उत्सर्जन से चलाता है । इन उत्सर्जन वर्तमान में मुख्य कारक है कि बायोमास ईंधन की स्थिरता समझौता कर रहे हैं । एक स्थाई ऊर्जा आपूर्ति महंगा फिल्टर या ईंधन में उनकी कमी से उनकी कमी पर निर्भर करता है (जैसे, MAHC द्वारा) । इस अध्ययन के रूप में एक व्यावहारिक दृष्टिकोण, लघु रोटेशन गुल्मवन (SRC) विलो लकड़ी उच्च विकास दर के साथ एक संभावित bioenergy फीडस्टॉक के रूप में चुना गया था इस प्रकार है । यह किसानों द्वारा अपने खेतों पर गैसीकरण द्वारा स्व-धारणीय विद्युत आपूत के लिए उगाया जा सकता है, बल्कि सीधे दहन द्वारा ऊष्मा उत्पादन के लिए भी । विलो SRC का एक नुकसान अपने उच्च छाल एक कम स्टेम के कारण सामग्री है: छाल अनुपात परिपक्व अवस्था में । छाल लकड़ी३४,३५,३६,३७ की तुलना में खनिजों की एक बहुत कुछ शामिल है और पैदावार गैसीय या कण उत्सर्जन की अधिक मात्रा३८। कम तापमान HTC SRC willow लकड़ी के दहन गुणों में सुधार कर सकते है और, इस तरह, एक स्थाई गर्मी और बिजली की आपूर्ति में योगदान । HTC biocoal के एक अंय महत्वपूर्ण पैरामीटर इस अध्ययन में जांच की अपनी ऊर्जा घनत्व है, इसकी उच्च प्रारंभिक दहन तापमान और उसके उच्च अंतिम दहन तापमान३९।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>5MS non-polar cloumn</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific,Waltham, USA</td>
			<td>TraceGOLD SQC</td>
			<td>GCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9&#181;m polyvinylalcohol particle column</td>
			<td>Methrom AG, Filderstadt, Germany</td>
			<td>Metrosep A Supp 4 -250/4.0</td>
			<td>Ion chromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>argon</td>
			<td>Westfalen AG, M&#252;nster, Germany</td>
			<td>UN 1006</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>calorimeter</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co.KG, Stauffen, Germany</td>
			<td>C6000</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge</td>
			<td>Andreas Hettich GmbH &#38; Co.KG, Germany</td>
			<td>Rotofix 32 A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge mill</td>
			<td>Retsch Technology GmbH, Haan, 
			Germany</td>
			<td>ZM 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ceramic dishes</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>XX83.1</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cutting mill</td>
			<td>Fritsch GmbH, Markt Einersheim, Germany</td>
			<td>pulverisette 19</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D(+) Glucose</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>X997.1</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>elemental analyzer</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>varioMACRO cube</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>exicator</td>
			<td>DWK Life Sciences GmbH, Wertheim, Germany</td>
			<td>DURAN DN300</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GC-MS system</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific,Waltham, USA</td>
			<td>Trace 1300</td>
			<td>GCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hydrochloric acid</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>HN53.3</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP OES</td>
			<td>Spectro Analytical Instruments GmbH, Kleve, Germany</td>
			<td>Spectro Blue-EOP- TI</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ion chromatograph</td>
			<td>Methrom GmbH&#38;Co.KG, Filderstadt, Germany</td>
			<td>833 Basic IC plus</td>
			<td>Ion chromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kiln dryer</td>
			<td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kiln dryer</td>
			<td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mesh filter paper</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>L874.1</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microwave oven</td>
			<td>Anton Paar GmbH, Graz, Austria</td>
			<td>Multiwave Go</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>muffel furnance</td>
			<td>Carbolite Gero GmbH &#38;Co.KG, Neuhausen, Germany</td>
			<td>AAF 1100</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nitric acid</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>4989.1</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oxygen</td>
			<td>Westfalen AG, M&#252;nster, Germany</td>
			<td>UN 1072</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH-meter</td>
			<td>ylem Analytics Germany Sales GmbH &#38; Co. KG, Weilheim,Germany</td>
			<td>pH 3310</td>
			<td>pH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sample bag</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co.KG, Stauffen, Germany</td>
			<td>C12a</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Laboratory Vessels and Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>standard samples</td>
			<td>Bernd Kraft GmbH, Duisburg, Germany</td>
			<td></td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sulfonamite</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>SLBS4782</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>teflon reaction vessels</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>HVT50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>teflon reaction vessels</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>HVT50</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tin foil</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>S12.01-0032</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tungstenVIoxide</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>11.02-0024</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reducing willow wood fuel emission by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization

बायोमास एक स्थाई ईंधन है, इसके सह2 उत्सर्जन के रूप में बायोमास विकास में फिर से एकीकृत कर रहे हैं । हालांकि, बायोमास में अकार्बनिक अग्रदूत एक नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव और धातुमल गठन का कारण । चयनित लघु रोटेशन गुल्मवन (SRC) विलो लकड़ी एक उच्च राख सामग्री है (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg"> </img> = १.९६%) और, इसलिए, उत्सर्जन और धातुमल पूर्ववर्ती की एक उच्च सामग्री । अत एसआरसी विलो वुड से कम तापमान माइक्रोवेव असिस्टेड हाइड्रोथर्मल कार्बनीकरण (MAHC) १५० डिग्री सेल्सियस, १७० डिग्री सेल्सियस और १८५ ° c पर खनिजों की कमी की जांच की जाती है । पारंपरिक रिएक्टरों पर mahc का एक लाभ प्रतिक्रिया माध्यम में एक भी तापमान चालकत्व है, के रूप में माइक्रोवेव पूरे रिएक्टर मात्रा घुसना । यह एक बेहतर तापमान नियंत्रण और एक तेजी से cooldown अनुमति देता है । इसलिए, depolymerization, परिवर्तन और repolymerization प्रतिक्रियाओं का एक उत्तराधिकार प्रभावी ढंग से विश्लेषण किया जा सकता है । इस अध्ययन में, बड़े पैमाने पर नुकसान, राख सामग्री और संरचना, हीटिंग मूल्यों और इलाज और अनुपचारित SCR विलो लकड़ी के मोलर ओ/सी और एच/सी अनुपात के विश्लेषण से पता चला है कि MAHC कोयले की खनिज सामग्री को कम किया गया था और हीटिंग मूल्य बढ़ गया । प्रक्रम जल में पीएच में कमी दिखाई दी तथा फर्फ्यूरल तथा 5-मिथाइलफर्फ्यूरल समाहित हो गए । १७० डिग्री सेल्सियस की एक प्रक्रिया के तापमान ऊर्जा इनपुट और राख घटक में कमी का सबसे अच्छा संयोजन दिखाया । महाग, हाइड्रोथर्मल कार्बनीकरण प्रक्रिया की बेहतर समझ की अनुमति देता है, जबकि उच्च निवेश लागतों के कारण बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोग की संभावना नहीं है ।

मौलिक विश्लेषण के परिणामों से विलो वुड के ओ/सी-एच/सी अनुपात और मासी बायोकोल्स के बीच अंतर प्रकट हुआ (चित्र 1) । कच्चा माल उच्च O/C-H/C अनुपात और मूल्यों का एक उच्च भिन्नता दिखाता है । मह?...

Watch this Scientific Journal Video about Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization at JoVE.com

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

निम्न तापमान माइक्रोवेव सहायताप्राप्त हाइड्रोथर्मल कार्बनीकरण उपचार द्वारा निम्न गुणवत्ता के बायोमास से उत्सर्जन पूर्ववर्ती अवक्षय के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया गया है । इस प्रोटोकॉल माइक्रोवेव मापदंडों और biocoal उत्पाद और प्रक्रिया पानी का विश्लेषण भी शामिल है ।

कम तापमान माइक्रोवेव सहायता से विलो लकड़ी ईंधन उत्सर्जन को कम करने हाइड्रोथर्मल Carbonization

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

हमारे समूह में, हमने ठीक धूल अग्रदूतों के विलो बायोमास को कम करने के लिए कम तापमान माइक्रोवेव उपचार लागू किया। इससे स्वच्छ दहन के लिए बायोमास को अपग्रेड करने में मदद मिल सकती है और इस तरह किसी देश की बायोमास ईंधन क्षमता में वृद्धि हो सकती है । माइक्रोवेव एक भी और तेजी से बायोमास हीटिंग की अनुमति देते हैं क्योंकि वे पूरे रिएक्टर की मात्रा में पानी के अणुओं को उत्तेजित करते हैं।पानी एक मध्यवर्ती माइक्रोवेव-एब्जॉर्बिंग सॉल्वेंट है और उच्च रिएक्टर तापमान तक पहुंचने के लिए, कार्बनिक एसिड जैसे उत्प्रेरक को जोड़ना होगा। सूखने के बाद, विलो लकड़ी के चिप्स को काटने के लिए एक कटिंग मिल का उपयोग करें। लकड़ी के चिप्स को एक सेंट्रली मिल में रखें और 0.12 मिलीमीटर के कण आकार में पीस लें।एक स्पैटुला के साथ एक 50 मिलीलीटर PTFE प्रतिक्रिया पोत में जमीन कच्चे माल के 500 मिलीग्राम हस्तांतरण। 10 मिलीलीटर डिमिनेरलाइज्ड पानी डालें। प्रतिक्रिया पोत टोपी नीचे पेंच, ताकि टोपी पर दबाव वाल्व टोपी किनारा के रूप में एक ही स्तर पर है ।850 वाट और 2, 455 मेगाहर्ट्ज की मैग्नेट्रॉन आवृत्ति के साथ एक माइक्रोवेव ओवन का चयन करें। माइक्रोवेव ओवन में कच्चे माल के साथ 12 प्रतिक्रिया जहाजों रखो और ओवन बंद करो । 150, 170, या 185 डिग्री सेल्सियस के लिए एक तापमान कार्यक्रम स्थापित करें।प्रत्येक एक कार्यक्रम के लिए नए कच्चे माल के साथ माइक्रोवेव ओवन शुरू करें। कार्यक्रम पूरा होने के बाद, प्रतिक्रिया जहाजों को हटा दें ताकि उन्हें ठंडा और फिर से सक्रिय करने की अनुमति मिल सके। फिर, उन्हें एक धुएं की अलमारी के नीचे स्थानांतरित करें और धीरे-धीरे दबाव को अंदर छोड़ने के लिए ढक्कन को खोलें।जहाजों को खोलें। प्रत्येक प्रतिक्रिया पोत में दो बार आसुत पानी के 35 मिलीलीटर जोड़ें और मिश्रण करने के लिए हिला। प्रत्येक बर्तन से एक अपकेंद्रित्र सिलेंडर और अपकेंद्रित्र के लिए समाधान डालो 10 मिनट के लिए 1, ७१४ बार जी पर ।प्रक्रिया पानी एक और ट्यूब में सूखा है और पीएच और जीसी-एमएस विश्लेषण के लिए शून्य से पांच डिग्री सेल्सियस पर जमे हुए संग्रहीत । शेष बायोकोल गोली के साथ अपकेंद्रित्र सिलेंडर को कई घंटों के लिए शून्य से पांच डिग्री सेल्सियस पर फ्रीज करें। इसके बाद बायोकोल पेलेट को बाहर निकालकर 24 घंटे के लिए 105 डिग्री सेल्सियस पर सुखा लें।उसके बाद बायोकोल पेलेट का वजन करें और एमएएचसी द्वारा प्रेरित वजन घटाने की गणना करें। सबसे पहले, व्यक्तिगत रूप से 20 खाली सिरेमिक व्यंजनों का वजन करें। प्रत्येक डिश में एक ग्राम का नमूना जोड़ें।प्रत्येक तापमान उपचार से, सूखे कच्चे माल के साथ पांच व्यंजन और सूखे MAHC बायोकोल के साथ पांच व्यंजन तैयार करें। खुले सिरेमिक व्यंजनों को मफल फर्नेस में रखें और भट्ठी को बंद करें। कार्यक्रम मफल भट्ठी के लिए एक तापमान कार्यक्रम और कार्यक्रम शुरू करते हैं।कार्यक्रम पूरा होने के बाद, मफल भट्ठी को 105 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा होने दें। फिर, भट्ठी खोलें और सिरेमिक व्यंजनों को सिलिका जेल से मिलकर एक सुखाने वाले एजेंट से भरे एक डेसीकेटर में स्थानांतरित करें। वैक्यूम पंप की मदद से डेसीकेटर और वैक्यूम ड्राई को बंद करें।ठंडा होने के 24 घंटे बाद सिरेमिक व्यंजन बाहर निकाल लें। राख युक्त सिरेमिक डिश का वजन करें और खाली सिरेमिक डिश के वजन को घटाकर ऐश के वजन की गणना करें। एक प्लास्टिक नमूना बैग में जिसका निर्धारित कैलोरीमूल्य 46, 479 जूल प्रति ग्राम होता है, एक ग्राम ग्लूकोज से भरें।एक कैलोरीमीटर बम के दहन क्रूसिबल में नमूना बैग रखो। बम के तल में दो बार-deionized पानी के पांच मिलीलीटर जोड़ने के लिए एक पिपेट का उपयोग करें और बम के नीचे पेंच । बम को कैलोरीमीटर में डालकर कैलोरीमीटर बंद कर दें।कैलोरीमीटर पर, नमूना, एक ग्राम का वजन दर्ज करें, और सेटिंग्स को नमूना बैग विधि में बदलें। इसके बाद कैलरीमीटर शुरू करें। माप पूरा होने के बाद, बम को बाहर निकालें, इसे उल्टा करें, और इसे धीरे-धीरे एक मिनट तक हिलाएं।बम को अनस्क्रू करें और नमूने को वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में निकालने के लिए दो बार-डिमिनेरलाइज्ड पानी का उपयोग करें। 50 मिलीलीटर तक मात्रा पहुंचने तक बम को कई बार खंगाल लिया। प्रत्येक माहीसी बायोकोल और कच्चे माल के साथ कैलोरीमीटर माप को पांच बार दोहराएं।कैलोरीमीटर बम में उपचार के बाद, समाधान के पांच मिलीलीटर को 50-मिलीलीटर वॉल्यूमिक फ्लास्क में स्थानांतरित करें और मिश्रण करने के लिए दो बार-डिमिनराइज्ड पानी के 45 मिलीलीटर जोड़ें। आयन क्रोमेग्राफ के अंशांकन के बाद, नमूना सक्शन ट्यूब को फ्लास्क में डालें और सिरिंज के साथ नमूने के लगभग तीन मिलीलीटर को प्रीकोल्यूमन में खींचें। विश्लेषण रन शुरू करें।प्रेरित युग्मित-प्लाज्मा ऑप्टिकल उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी करने के लिए, पहले सूखे कच्चे माल या एमएएचसी बायोकोल के 400 मिलीग्राम को एक स्पैटुला के साथ 50 मिलीलीटर पीएफई रिएक्शन पोत में स्थानांतरित करें। 69% नाइट्रिक एसिड के तीन मिलीलीटर और 35% हाइड्रोक्लोरिक एसिड के नौ मिलीलीटर जोड़ें। प्रतिक्रिया पोत टोपी नीचे पेंच, ताकि टोपी में दबाव वाल्व टोपी किनारा के रूप में एक ही स्तर पर है ।नमूनों की प्रतिक्रिया जहाजों को माइक्रोवेव ओवन में गर्म करने और ओवन को बंद करने के लिए रखें। कार्बनिक सामग्री के पूर्ण क्षरण के लिए तापमान कार्यक्रम कार्यक्रम और माइक्रोवेव ओवन शुरू करते हैं। कार्यक्रम पूरा होने के बाद, प्रतिक्रिया जहाजों को हटा दें।उन्हें ठंडा और फिर से सक्रिय करने की अनुमति दें। एक धुएं की अलमारी के नीचे, जहाजों के अंदर दबाव जारी करें और उन्हें खोलें। नमूनों को 50-मिलीलीटर बल्ब सिलेंडर में डालें, फिर प्रतिक्रिया पोत को दो बार-डिविशनाइज्ड पानी के साथ अच्छी तरह से कुल्ला करें और बल्ब सिलेंडर में स्थानांतरित करें।सभी नमूनों को कमजोर करने के लिए दो बार-डिएकीकृत पानी के साथ 50 मिलीलीटर के निशान पर सिलेंडर को ऊपर करें। शीर्ष पर 150-माइक्रोमीटर जाल फिल्टर पेपर के टुकड़े के साथ एक फ़नल में, नमूना फ़िल्टर करें। फिल्ट्रेट को 50-मिलीलीटर शंकुकीय अपकेंद्रित्र ट्यूबों में स्थानांतरित करें।आईसीपी-ओईएस के ऑटो-इंजेक्टर में मानक नमूनों वाली शीशियों को लोड करें, और अंशांकन चलाएं। इसके बाद आईसीपी-ओईएस के ऑटो इंजेक्टर में रॉ मैटेरियल या बायोकोल सैंपल लोड करें और उन्हीं पैरामीटर्स के साथ आईसीपी-ओईएस एनालिसिस चलाएं। आईसीपी-ओईएस विश्लेषण के बाद, सॉफ्टवेयर से मौलिक सांद्रता प्राप्त करें, जो मानक नमूनों से प्राप्त अंशांकन घटता पर आधारित है।मौलिक विश्लेषण के परिणामों से पता चला कि उच्च ऑक्सीजन-कार्बन बनाम हाइड्रोजन-कार्बन अनुपात और कच्चे माल के लिए मूल्यों की एक उच्च भिन्नता है । एमएएचसी ट्रीटमेंट ने माइक्रोवेव रिएक्टर में समरूपता के कारण मूल्य भिन्नता को कम कर दिया । हाइड्रोजन-कार्बन अनुपात १५० डिग्री सेल्सियस पर कम हो गया था ।ऑक्सीजन-कार्बन अनुपात १७० डिग्री सेल्सियस पर कम हो गया और आगे १८५ डिग्री सेल्सियस पर कम हो गया । तापमान ने भूरे रंग का रंग बढ़ाने को प्रेरित किया, जबकि प्रक्रिया के पानी ने सुगंधित छल्ले में वृद्धि के कारण एक ही प्रवृत्ति दिखाई। विभिन्न तत्व प्रसंस्कृत पानी में एक अलग तापमान पर निर्भर लीचिंग दिखाते हैं।क्लोरीन और पोटेशियम को १५० डिग्री सेल्सियस पर प्रसंस्कृत पानी में गहन रूप से स्थानांतरित कर दिया गया, जबकि सल्फर, मैग्नीशियम, बेरियम, कैल्शियम, सोडियम, जिंक, मैंगनीज और स्ट्रोंटियम ने अपनी उच्चतम कमी दर १७० डिग्री सेल्सियस पर दिखाई । केवल जैवcoal में चांदी और लिथियम सांद्रता एक भी कमी दर दिखाया । नाइट्रोजन का असर एमएएचसी के इलाज पर बिल्कुल भी नहीं पड़ा।यह विधि उपचारित बायोमास से ठीक परीक्षण अग्रदूतों की कमी की अनुमति देती है और दहन के लिए अन्यथा अव्यवहार्य बायोमास को अपग्रेड करती है। इस मामले को विभिन्न बायोमास पर लागू करके, ईंधन उन्नयन तकनीक को कई संभावित ईंधन फीडस्टॉक्स में स्थानांतरित किया जा सकता है जिनका उपयोग अभी तक दहन के लिए नहीं किया जाता है। चूंकि माइक्रोवेव में तापमान को नियंत्रित करना आसान है, इसलिए माइक्रोवेव-असिस्टेड हाइड्रोथर्मल कार्बोनाइजेशन का उपयोग करने वाले आगे के शोध बायोमास हाइड्रोथर्मल कार्बोनाइजेशन के शुरुआती चरणों में प्रतिक्रिया चरणों को प्रकट कर सकते हैं।

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

माइक्रोवेव की सहायता intramolecular Functionalized Naphthalenes / Solvatochromic रंजक के संश्लेषण के लिए Dehydrogenative Diels Alder प्रतिक्रियाओं

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

माइक्रोवेव की सहायता पाली के functionalization (इथाइलीन ग्लाइकॉल) और चैन Polymerizations और hydrogel संरचना में प्रयोग के लिए राल पेप्टाइड्स

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

माइक्रोवेव की सहायता एसिड कटैलिसीस के माध्यम से सिलिका नैनोकणों की तैयारी

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Quantitative Detection of Trace Explosive Vapors by Programmed Temperature Desorption Gas Chromatography-Electron Capture Detector

प्रोग्राम तापमान Desorption गैस क्रोमैटोग्राफी इलेक्ट्रॉन कब्जा डिटेक्टर से ट्रेस विस्फोटक वाष्प की मात्रात्मक जांच

The direct liquid deposition of solution standards onto sorbent-filled thermal desorption tubes is used for the quantitative analysis of trace explosive ...

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

रासायनिक गार्डन के रूप में रिएक्टर्स अनुकरण प्राकृतिक जल-तापीय प्रणाली के माध्यम से प्रवाह

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

परिवहन ईंधन स्थिरता का आकलन करने के लिए मूल प्रयोगात्मक दृष्टिकोण

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

Non-equilibrium Microwave Plasma for Efficient High Temperature Chemistry

कुशल उच्च तापमान रसायन विज्ञान के लिए गैर-संतुलन माइक्रोवेव प्लाज्मा

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

स्वरित्र बैंड गैप Pinhole-फ्री Methylammonium लीड Halide Perovskite फिल्मों के लिए कम दबाव वाष्प-सहायता समाधान प्रक्रिया

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

एक पॉट माइक्रोवेव-Trichloroacetimidates करने के लिए Anomeric नाइट्रेट-एस्टर के रूपांतरण की सहायता

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

माइक्रोवेव-सहायक 1-एरिल-1एच-पायराज़ोल-5-एमिन्स की तैयारी

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...