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A thermodynamic approach toward defining the limits of biogas production

机译：定义沼气生产极限的热力学方法

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In this article, the authors present theoretical thermodynamic targets for producing biogas. The research shows the relationship between the mass of substrate used vs the methane produced from a feedstock of glucose and an estimate for that of cellulose. Calculations based on material and energy balances are used to determine the performance target (material and energy limits) of an anaerobic digestion system. These limits cannot be exceeded even if one genetically engineer organisms to increase yield. The results show that all processes that produce methane are feasible from a Gibbs free energy point of view but do not conserve the chemical potential of the feed material. The thermodynamics show that methane production is material and energy limited. The maximum amount of methane that can be formed sustainably is 3 moles per mole of glucose, producing 142 kJ of heat per mole of glucose which needs to be rejected. (c) 2015 American Institute of Chemical Engineers.
机译：在本文中，作者提出了生产沼气的理论热力学目标。研究表明，所用底物质量与葡萄糖原料产生的甲烷之间的关系以及对纤维素的估算之间的关系。基于物质和能量平衡的计算可用于确定厌氧消化系统的性能目标（物质和能量极限）。即使一种基因改造生物增加产量，也不能超过这些限制。结果表明，从吉布斯自由能的角度看，所有产生甲烷的过程都是可行的，但不能节省进料的化学势。热力学表明，甲烷的产生受到材料和能量的限制。可以持续形成的最大甲烷量为每摩尔葡萄糖3摩尔，每摩尔葡萄糖产生142 kJ的热量，需要将其排出。 （c）2015美国化学工程师学会。

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