Biomassza hasznosítás kémiai alapfolyamatainak tanulmányozása = Study of fundamental chemical processes of biomass utilization

(1) Biomassza anyagok széles skáláját vizsgáltuk termikus módszerekkel. A hőbomlásról, az égési folyamatokról, és az elgázosításról nyertünk ismereteket, valamint hozzájárultunk egyes biomassza-hasznosítási eljárások során lejátszódó folyamatok mélyebb megértéséhez. Olyan reakciókinetikai modelleket alkalmaztunk, ill. dolgoztunk ki, melyek nagyobb mérési sorozatokon, a kísérleti körülmények széles tartományában írják le a vizsgált termikus reakciókat, és tükrözték a vizsgált minták szerkezetének és felépítésének komplikált voltát. (2) Bioetanol gyártás tématerületen öt szubsztráton (gőzrobbantással előkezelt cukorcirok bagasz, kender, kender pozdorja és kontrollként két modell szubsztrát) vizsgáltuk a Tween 80 és a PEG 4000 adalékanyagok hatását különböző hőmérsékleteken. Kísérleteinkben kimutattuk, hogy ezen adalékanyagok hozzáadásával növelhető a szubsztrátok enzimes lebontásának hatékonysága. Cukorcirok alapú technológiák anyag- és energiamérlegének modellezésével igazoltuk, hogy a teljes termelési időszak alatt biztosítani lehet az üzem hőigényét a melléktermékek felhasználásával. (3) Bioszorbenseket állítottunk elő lignocellulóz típusú agro-hulladékokból (kipréselt repce pellet, keményítőmentes búzamag) kémiai módosításokkal, amelyek így alkalmasak voltak szervetlen illetve szerves anyagok (szennyezők) megkötésére. | (1) A wide range of biomass materials have been studied by thermal analysis and related methods. New knowledge was obtained on the thermal decomposition, combustion processes and gasification by CO2. The work contributed to a deeper understanding of the reactions taking place during various biomass utilization methods. Such reaction kinetic models were employed and developed that reflected the complexity of the studied materials and described larger series of experiments at various experimental conditions. (2) In the field of bioethanol production the effect of Tween 80 and PEG 4000 additives on five substrates (steam pretreated sweet sorghum bagasse, hemp, hemp hurds and two model substrates) was investigated at various temperatures. It was proven that these additives could increase the efficiency of enzymatic digestibility of these substrates. By modeling the mass and energy balances of sweet sorghum based technologies it was verified that the heat demand of the process can be covered during the whole production period by utilizing the by-products. (3) Biosorbents were prepared from lignocellulosic agricultural wastes (pressed rape seed pellet, starch free wheat seed) by chemical modifications. The products were suitable to bond organic and inorganic pollutants

Enhanced use of renewable resources: transesterification of glycerol, the byproduct of biodiesel production

Methyl esters of fatty acids (also known as biodiesel) made from transesterification of vegetable oils and animal fats with methanol, have shown a lot of promise as alternative diesel fuels. Glycerol is the inevitable byproduct of transesterification process for which new uses need to be found. While there are existing markets for glycerol, a significant increase in availability of glycerol, resulting from the expanded use of vegetable oils and animal fats, would destabilize glycerol market. In this study synthesis of glycerol carbonate from glycerol and dimethyl carbonate was investigated. Glycerol carbonate is a key multifunctional compound employed as solvent, additive, monomer and chemical intermediate. Resulting glycerol carbonate was obtained in almost quantitative yield. According to measured data a well-elaborated mathematical model of the reactor was used for experiments can be adequate to assign parameters of kinetic equations of the assumed reaction mechanism. Component mass balances were built into the reactor model and order of reactions was fixed