Berechnungen für die Destillation von Biobrennstoffen
Der Bedarf an Brennstoffen steigt Tag für Tag, doch die Rohöl-Lagerstätten gehen stetig zur Neige und werden eines Tages unwiderruflich ausgebeutet sein. Auf der anderen Seite werden große Mengen von organischen Stoffen wie z.B. Holz und Rückstände aus der Landwirtschaft nutzlos verschwendet, nachdem ihre "nützlichen" Bestandteile verbraucht sind. Daher hat eine im großen Maßstab und mit industrietauglichen Prozessen betriebene Umwandlung dieser auch als Biomasse bezeichneten organischen Stoffe zu qualitativ hochwertigen Brennstoffen große Bedeutung für die Weltwirtschaft. In den vergangenen Jahrzehnten wurde auf diesem Gebiet bereits umfangreiche Forschungsarbeit geleistet. Die Forschung im Labor hat einige durchaus akzeptable Verfahren zur Herstellung von Brennstoffen aus Biomasse hervorgebracht. In den gängigsten dieser Verfahren wird Biomasse thermochemisch aufbereitet. Dabei werden die organischen Anteile unter Ausschluss von Sauerstoff destilliert und so in elementarere Bestandteile zerlegt, so dass schließlich eine Vielzahl von energiereichen Produkten entsteht. Ein skandinavisches Forschungsteam hat nun im Zuge von Bemühungen um Verbesserungen dieses Prozesses verschiedene mathematische Modelle entwickelt und getestet. Diese Modelle beschreiben das System der Reaktionen, die während des zur Umwandlung von Biomasse in Brennstoffe angewandten wässerigen, abgeschlossenen Pyrolyseprozesses ablaufen. Beschrieben werden die Reaktionen in kinetischer und thermodynamischer Hinsicht sowie im Hinblick auf die Energie- und Massenbilanzen. Die Modelle wurden auf der Basis der thermodynamischen Eigenschaften einfacher Bestandteile aufgestellt, die die relevanten molekularen Typen für den jeweiligen Prozess darstellen. Das Endziel dieser mathematischen Modelle bestand darin, die kritischen Faktoren des Prozesses (z.B. Temperatur, Druck und Wasser-Kohlenstoff-Verhältnis) zu identifizieren. Die Projektergebnisse sind allgemein gültig und können auch zur Identifizierung der signifikanten Faktoren anderer, ähnlicher Verfahren genutzt werden. Durch richtiges Einstellen dieser Faktoren unter optimalen Bedingungen lässt sich eine maximale Produktion von konventionell aufbereiteten und leicht transportablen Flüssigbrennstoffen erreichen.
