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Titelaufnahme

Titel
Thermo-chemische Vorbehandlung lignocellulosereicher Biomasse und Nachweis der Entstehung von Maillard-Reaktionsprodukten / erstellt von: Sandra Burger
VerfasserBurger, Sandra
GutachterFuchs, Werner ; Bochmann, Günther ; Scheidl, Stefanie
ErschienenWien, April 2016
UmfangXIII, 80 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Mit englischer Zusammenfassung
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)thermo-chemische Vorbehandlung, Lignocellulose, Biogas, Bagasse, Landschaftspflegematerial, Maillard-Reaktion
Schlagwörter (EN)thermo-chemical pretreatment, lignocellulose, biogas, bagasse, green waste, Maillard-reaction
Schlagwörter (GND)Biogasgewinnung / Lignocellulose / Thermochemische Behandlung / Maillard-Reaktion / Prozessoptimierung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-20702 Persistent Identifier (URN)
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Thermo-chemische Vorbehandlung lignocellulosereicher Biomasse und Nachweis der Entstehung von Maillard-Reaktionsprodukten [3.22 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Während der thermo-chemischen Vorbehandlung von lignocellulosehaltigen Substraten für die Biogasproduktion werden die Polysaccharide Cellulose und Hemicellulose teilweise hydrolysiert und Zucker werden frei. Unter Anwesenheit von Aminosäuren werden diese jedoch im Zuge der Maillard-Reaktion zu den thermischen Nebenprodukten 5 Hydroxymethylfurfural und Furfural abgebaut. Im weiteren Verlauf bilden sich hochmolekulare, braune Melanoidine, die bei einer Wellenlänge von 420 nm photometrisch bestimmt wurden. Da die Maillard-Reaktionsprodukte bakteriostatisch wirken können, soll deren Bildung während des Aufschlusses vermieden werden. Durch Variation der Einflussfaktoren der Vorbehandlung (Verweilzeit, Temperatur, Säurekonzentration und Trockensubstanz) konnten Faktorenkombinationen ermittelt werden, die eine hohe Zuckerausbeute und eine geringe Konzentration an hemmenden Maillard Reaktionsprodukten ermöglichen. Die optimalen Parametereinstellungen wurden für die lignocellulosereichen Substrate Bagasse und Landschaftspflegematerial ermittelt. Je nach Substrat wird eine Temperatur von 140 bis 160 C sowie eine Säurekonzentration von 0,43 bis 0,75 mmol/g TS empfohlen. Anhand eines Modellsubstrates konnte gezeigt werden, dass höheren Temperaturen zu Verlusten an freien Zuckern und einer deutlichen Zunahme an Maillard Reaktionsprodukten führen und daher nicht mehr zu empfehlen sind.

Zusammenfassung (Englisch)

During a thermo-chemical pretreatment of lignocellulose-rich substrates for biogas production, the polysaccharides cellulose and hemicelluloses are partially hydrolysed. In the course of the Maillard reaction the released sugars react with amino acids and are degraded to the thermal by-products 5-hydroxymethylfurfural and furfural. In the further course high molecular weight, brown melanoidins form which were determined by photometry at a wavelength of 420 nm. Because of the bacteriostatic effect of the Maillard reaction products, their formation should be prevented during the pretreatment. To determine the optimal parameter setting to reach a high sugar yield and a low concentration of Maillard reaction products the influencing factors of the pretretament (retention time, temperature, acid concentration and dry matter) were varied. The optimal setting was determined for the lignocellulose rich substrates bagasse and green waste. Depending on the substrate a temperature of 140 to 160 C and an acid concentration of 0.43 to 0.75 mmol/g TS is recommended. Based on a model substrate it could be observed that higher temperatures lead to losses of free sugars and a significant increase in Maillard reaction products and are therefore not recommended.