En ny idé til raffinering af bioråolie

Det høje indhold af nitrogenholdige organiske forbindelser (NOC'er) i biocrude opnået fra hydrotermisk fortætning af mikroalger er et af de mest bekymrende spørgsmål vedrørende anvendelse og miljø. Biocrude opnået ved hydrotermisk fortætning (HTL) har brug for yderligere raffineringsoptimering, og den høje koncentration af nitrogen-heterocykliske forbindelser såsom quinolin, pyridin osv. vil forgifte katalysatoren, der anvendes i raffineringsprocessen, således at deaktiveringen af ​​katalysatoren vil forårsage store vanskeligheder med at raffinere bioråen. Desuden har NOC'er og sulfider et konkurrenceforhold i afsvovlingsprocessen for bioråolie, hvilket hæmmer afsvovlingseffekten. Selvom der har været mange undersøgelser om at tackle nitrogenrelaterede problemer og analysere reaktionsmekanismer for nogle nøglereaktioner, er der stadig ingen fuldstændig og systematisk undersøgelse af den overordnede nitrogenvej under HTL-processen.

Yuanyuan Shao, en associeret professor fra School of Chemical Engineering and Technology ved Tianjin University, og kolleger foreslog at undersøge nitrogenfordelingen i forskellige produkter og analysere virkningerne af reaktionsbetingelser på nitrogenfordeling for at udforske dens reaktionsvej. Deres undersøgelse blev offentliggjort online i Grænser for kemisk videnskab og teknik den 7. marts 2022.

"I dette projekt brugte vi Chlorella sp. og Spirulina sp. som råmateriale. Virkningerne af reaktionstemperatur, opholdstid og faststofpåfyldningshastighed på udbyttet, nitrogengenvinding og kemiske sammensætninger af biocrude blev grundigt undersøgt," sagde prof. Shao. "Vi analyserede også nitrogenfordelingen i den vandige fase, og et kort reaktionskort under hele processen var højdepunktet i denne forskning."

"Vi fandt ud af, at der var tre hovedformer for NOC'er, herunder nitrogen-heterocykliske forbindelser, amider og aminer. Og der var et vist transformationsforhold mellem dem; fordelingens andel i forskellige produkter afhænger hovedsageligt af reaktionsbetingelserne," sagde Tianyi Bao, den første forfatter af papiret, en ph.d. studerende fra School of Chemical Engineering and Technology ved Tianjin University. "Selvom den kemiske sammensætning af de to mikroalger, som begge tilhørte højprotein-lav-lipid mikroalger var ens, var indholdet og fordelingen af ​​nitrogen i biorå og vandfase ret forskellige."

Faktisk er repræsentanten for aminosyrer i Chlorella sp. og Spirulina sp. protein er henholdsvis leucin og arginin. Med hensyn til kemisk struktur er leucin en neutral aminosyre, mens arginin er en basisk aminosyre. "Vi udledte, at mere nitrogen i basiske aminosyrer var tilbøjelige til at gå ind i den vandige fase og eksisterede i form af vandopløselige NOC'er," sagde Tianyi Bao. Dette resultat viser, at udvælgelsen af ​​mikroalger, især analysen af ​​den indre proteinstruktur, også er et af fokusområderne for fremtidig forskning. + Udforsk yderligere

En ny mikroalge-stamme vækker håb om veganske produkter med mindre fiskesmagende