Onderzoekers van Okayama University hebben een effectief mechanisch compressiesysteem ontdekt voor het drogen van plantaardige biomassa voor energieopwekking zonder de noodzaak van thermisch drogen. Dit is belangrijk omdat plantaardig biomassa meer dan 50% vocht bevat, waardoor mechanische methoden (of verwarming en natuurlijke seizoensbepaling) moeten worden toegepast om dit te reduceren tot ongeveer 35% – om de efficiëntie van de energieopwekking te verhogen wanneer het biomassa wordt gebruikt als brandstof.
Deze nieuwe methode kan worden toegepast op zowel houtachtige als kruidachtige planten en genereert een compressievloeistof met in water oplosbare lignine die fundamentele antivirale eigenschappen heeft tegen influenza- en varkensepidemie-diarreevirussen.
Volgens de universiteit is het huidige systeem van mechanische compressie inefficiënt omdat het vereiste thermische droogproces veel energie en tijd kost en vaak dure, omslachtige apparatuur met zich meebrengt. Niet alleen dat, maar de samengeperste vloeistof die bij de meeste van deze methoden als bijproduct wordt geproduceerd, bevat geen in water oplosbare lignine – een belangrijk structureel polymeer in plantencellen met talloze toepassingen.
De onderzoekers werden geleid door dr. Toshiaki Ohara, een assistent-professor bij de afdeling Pathologie en Experimentele Geneeskunde, Faculteit der Geneeskunde, Tandheelkunde en Farmaceutische Wetenschappen aan de Universiteit van Okayama. De studie beschrijft het gebruik door de onderzoekers van cederhouten planken en spaanders als houtachtige biomassa en de gemberkruidensoort Alpinia zerumbet als kruidachtige biomassa om de nieuwe mechanische rollende compressiemethode te testen. Ze ontdekten dat cederboard en Alpinia zerumbet effectiever werden samengeperst dan cederchips.
“Met onze techniek konden alle planten worden gecomprimeerd; echter, cederhout en Alpinia zerumbet werden effectiever gecomprimeerd dan cederchips, die willekeurig werden gecomprimeerd. Dit suggereert dat compressie langs plantvaten, zoals stro, essentieel is voor effectiviteit,” aldus Dr. Ohara. Plantvaten zijn weefsels in vaatplanten die geassocieerd zijn met het transport van voedingsstoffen en water.
Na compressie hebben de onderzoekers de residuen geplet en gepelletiseerd om hun verbrandingsprestaties te bepalen, een indicator van hun potentieel als biomassa voor energieopwekking. De vloeistof die als bijproduct van de compressie werd verkregen, werd gefilterd, het ligninegehalte en de structuur werden bepaald en de antivirale eigenschappen werden geëvalueerd met behulp van cellevensvatbaarheidstesten.
De cederhouten pellets vertoonden een hogere warmtewaarde bij verbranding, wat overeenkwam met de ISO-normen, wat getuigt van hun hogere energieprestaties. De gemberkruidensoort leverde meer in water oplosbare lignine op, maar de warmtewaarde bij verbranding was iets lager, namelijk 95% van de ISO-normen. Echter zowel cederhout als Alpinia zerumbet compressievloeistoffen remden de griep- en varkensepidemie-diarree-virusinfectie aanzienlijk.
Dr. Yuta Nishina van de Research Core voor Interdisciplinaire Wetenschappen, Okayama University, een co-auteur van de studie, merkte op: “De niet-chemisch geëxtraheerde, in water oplosbare lignine die door deze methode wordt verkregen, kan toepassingen vinden op het gebied van geneeskunde, cosmetica en veeteelt. veeteelt.”
Bovendien kan het in water oplosbare lignine met een hoog koolstofgehalte worden gebruikt bij de productie van koolstofnanomaterialen en bijdragen aan het verminderen van door koolstof veroorzaakte vervuiling.
Dr. Ohara vatte de voordelen van hun techniek samen en verklaarde: “Onze methode vereist geen tijd, een opslagplaats of extra thermische droging, waardoor het ter plaatse kan worden uitgevoerd. Deze compressor kan zowel hout als kruiden persen, waardoor we de opwekking van elektriciteit uit biomassa kunnen stimuleren met behulp van lokaal geteelde planten. Deze kenmerken zijn gunstig voor het bevorderen van lokale duurzaamheid.”
Bron: bioenergy-news
