Isitilgan lignoselülozik ionli suyuqlik eritmalarida (1-etil-3-metilimidazolium asetat, 100 daraja, 15% qattiq moddalar) issiq nuqtalarning oldini olish uchun, PFA isitgichining sirt zaryad zichligi (pH 5 da Zeta potentsiali) qatlamning eritilishiga ta'sir qiladi (Frenin pastligi) 150)?

Ionli suyuqliklarni qayta ishlashda ligninni cho'ktirish muammosi
Biomassa 1-etil-3-metilimidazolium asetat ([Emim][OAc]) yordamida 15% lignoselülozik qattiq moddalar bilan 100 darajada oldindan ishlov beriladi. PFA isitgichi yuzalarida erigan lignin to'planadi va izolyatsiya qiluvchi issiq joylarni hosil qiladi. Manfiy zaryadlangan lignin fragmentlari bilan elektrostatik o'zaro ta'sir sirt zaryad zichligi (zeta potentsiali) bilan belgilanadi. 8 ta bioqayta ishlash tajriba zavodlarida olib borilgan miqdoriy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, zeta potentsiali -25 mV dan past bo'lgan PFA pH 5 da lignin cho'kishini -10 mV dan yuqori sirtlarga nisbatan 85% ga kamaytiradi va tozalash oralig'ini 2 kundan 14 kungacha uzaytiradi.

Lignin yopishish mexanizmi va Zeta potentsiali
PH 5 da lignin fragmentlarida (MW 2000-5000 Da) manfiy zaryadli fenolik va karboksil guruhlar mavjud. Lignin salbiy PFA sirtlari bilan qaytariladi, bu esa cho'kishni kamaytiradi. 15% lignoselülozik [Emim][OAc], pH 5, Re 150 (0,1 m/s) da 100 darajada sinov:

PFA sirt bilan ishlov berish Zeta potentsiali pH 5, 100 daraja (mV) Lignin cho'kish tezligi (mg/sm²·h) 0,5 mm cho'kish vaqti (soat) 200 soatda issiqlik uzatishni kamaytirish
-qoliplangan (gidrofobik) -8 4.5 45 40%
Plazma{0}}davolangan (O₂, o'rtacha) -18 2.2 90 22%
Plazma{0}}tozalangan (yuqori quvvat) -28 1.0 200 12%
Korona-davolanganlar: -32 0.6 350 8%
Kimyoviy oksidlangan -38 0.3 650 4%
Ligninning molekulyar og'irligi ta'siri
Yuqori molekulyar og'irlikdagi lignin parchalari tezroq cho'kadi. Eritilgan ligninning fraksiyasi:

Lignin fraktsiyasi MVt diapazoni (Da) -28 mV PFAda cho'kish tezligi (mg/sm²·h) -8 mV PFAda cho'kish
Kam MVt 500-1000 0.3 2.0
Yuqori MVt 3000-5000 1.5 6.5 Oʻrta MVt 1000-3000 0.8 4.0
Extremely high MW >5000 2.5 9.0
Ionli suyuqlik sirtining barqarorligi
Ma'lumki, yuzaki ishlov berish ionli eritmalar bilan yomonlashadi. 100 daraja haroratda kimyoviy oksidlangan yuzalar (xrom kislotasi) 3000 soatdan ortiq barqaror zeta potentsialini saqlaydi. Plazma bilan ishlov berilgan yuzalar yomonlashadi; 500 soatdan keyin dastlabki -28 mV -15 mV gacha kamayadi. Uzoq muddatli biomassani oldindan tozalash uchun kimyoviy oksidlangan PFA ni eslatib o'ting.

Devor qalinligi va tozalovchi turar joy
Tegishli zeta salohiyati bilan ham davriy tozalash zarur. Kimyoviy oksidlangan PFA uchun (zeta -38 mV):

Devor qalinligi Maksimal xavfsiz tozalash davrlari Tozalash usuli 1 mm depozitgacha bo'lgan vaqt
1,5 mm 650 soat (27 kun) Kimyoviy atigi 50
2,0 mm 650 soat Suv yoki kimyoviy oqim 100
2,5 mm 650 h Har qanday texnika 200
3,0 mm 650 hHar qanday yondashuv 300 ni cho'tkalashni o'z ichiga oladi
Kesish effektlari va oqim tezligi
Higher flow velocity lowers lignin deposition via increasing shear removal. Deposition as described above at Re 150 (0.1 m/s). The deposition rate decreases by 50% at Re 300 (0.2 m/s). 70% reduction at Re 500 (0.33 m/s). Aim for Re >Yangi tizimni loyihalashda isitish yuzasida 300.

Ionli suyuqlik tarkibining ta'siri
Ionli suyuqlikdagi suv miqdori ligninning eruvchanligi va cho'kishiga ta'sir qiladi. Ligninning eruvchanligi pasayadi va 10% suvda cho'kish tezligi ikki baravar ortadi. 1% suvda cho'kish darajasi 40% past bo'ladi. Biomassani oldindan tozalash uchun ifloslanishni minimallashtirish uchun suv miqdorini 5% dan past tuting.

Ionli suyuqlikni oldindan tozalash bo'yicha ko'rsatmalar
Kimyoviy oksidlangan PFA (xrom kislotasi bilan ishlov berish) ni zeta potentsiali pH 5 da -30 mV dan kam bo'lgan va 100 darajada [Emim][OAc] ichidagi 15% lignoselülozik qattiq moddalar uchun 100 daraja bilan ta'minlang. Uzoq muddatli{19}}tozalash uchun devorlar qalinligi 2,5 mm bo'lishi kerak. Doimiy biorefinery ishlashi uchun (yiliga 8000 soat) har chorakda kimyoviy tozalash bilan 3,0 mm devorlarni tanlang. Kimyoviy oksidlangan PFA (standartdan 20{22}}30% ga teng) uchun mukofot toʻxtab qolish vaqti kuniga 5000-15000 dollar turadigan doimiy biomassa tayyorlashda tozalash oraliqlarini 2 kundan 2-4 haftagacha uzaytirish orqali oqlanadi. Plazma bilan ishlov berilgan PFA (zeta -28 mV) 2,0 mm devorlari va haftalik tozalanishi ko'pincha partiyalarda ishlaydigan pilot miqyosli tizimlar uchun mos bo'lishi mumkin. Optimal lignin qarshiligi uchun oqim tezligi 0,2 m/s dan yuqori bo'lgan korona bilan ishlov berilgan PFA ni tanlang. Qalinligi 0,5 mm dan oshganda, sirt zaryadini tiklash uchun 0,1 M NaOH bilan kimyoviy tozalashni amalga oshiring, so'ngra suv bilan yuving.