Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Переработка лигноцеллюлозы в биотопливо

Нишчал Бания

Двухступенчатый процесс с использованием водного аммиака и горячей воды был исследован для фракционирования кукурузной соломы. Для оптимизации процесса фракционирования таким образом, чтобы извлечение гемицеллюлозы и чистота в жидком гидролизате были максимальными, эксперименты проводились с использованием методологии поверхности отклика (RSM). Центральная композитная конструкция (CCD) использовалась для оценки и подтверждения эффективности и взаимодействия факторов. Оптимальные условия фракционирования были определены следующим образом: (1) Реактор первой ступени работал в пакетном режиме с использованием 15% раствора NH4OH (WNH3 = 15%) при соотношении твердого вещества к жидкости 1:10, 60 °C и 24 ч; (2) реактор перколяции второй ступени работал с использованием горячей воды при 20 мл/мин, 200 °C и 10 мин. Модель предсказывала выход извлечения ксилана 51,5% и чистоту ксилана 82,4% в этих условиях. Эксперименты подтвердили, что максимальный выход и чистота ксилана составили 54,7% и 83,9% соответственно при оптимальных условиях реакции.

 Методы Материалы

 Высушенная на воздухе молотая кукурузная солома, включающая стебли, листья, метелки, шелуху и початки.

 Экспериментальная установка и эксплуатация

Кукурузную солому обрабатывали 15% раствором NH4OH (WNH3 = 15%) в стеклянных флаконах для среды (Fischer Cat# 06-414-1C) при температуре 60 °C в течение 24 ч. Соотношение твердого вещества и жидкости поддерживалось на уровне 1:10.

Второй этап: процедуры с горячей водой

Реакторная система для второй стадии обработки состоит из проточного колоночного реактора со спиралью предварительного нагрева, насоса ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии) (насос серии II, Chrom Tech, Inc., MN), термостата ГХ (газовой хроматографии) с программируемой температурой, резервуаров для растворов и резервуара для цилиндра образца.

Тест на ферментативную усвояемость

Ферментативная усвояемость твердых образцов, полученных в результате двухэтапного фракционирования, определялась в двух экземплярах в соответствии со стандартной процедурой химического анализа и тестирования NREL.

Результаты и обсуждение

РСМ

Оптимальные условия реакции первой стадии обработки с использованием 15% раствора NH4OH (WNH3 =15%) были выбраны на

 

на основе предыдущего исследования следующим образом: соотношение твердого вещества и жидкости 1:10 с использованием 15%

Раствор NH4OH (WNH3 =15%) и 60 °C в течение 24 ч.