Hidroólisis de la celulosa de caña de azúcar catalizada por líquidos iónicos para producir azúcares reductores
Autores: Liu, Ruihuan; Li, Jiying; Liu, Enming; Ali, Ahmad; Li, Zicheng; Yao, Shun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hidroólisis de la celulosa de caña de azúcar catalizada por líquidos iónicos para producir azúcares reductores
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía biomasa
Palabras clave
Celulosa
Hidrólisis
Líquido iónico
Azúcar reductor
Pretratamiento
Catalizador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Como la materia prima de bioenergía más abundante en la naturaleza, la celulosa puede convertirse en azúcar mediante hidrólisis, que puede ser degradada aún más para producir productos químicos de interés, como los polioles. La tecnología de hidrólisis es uno de los pasos clave en el desarrollo y la utilización de recursos de biomasa celulósica. En este estudio, se investigó la hidrólisis de la celulosa de caña de azúcar catalizada por líquidos iónicos (IL) en azúcar reductor. En primer lugar, se estudió la hidrólisis de la celulosa de caña de azúcar en diferentes líquidos iónicos (incluyendo sulfonato de benzotiazolometano, [HBth][CHSO] y 1-metil-3-(3-sulfopropilo)-imidazolio sulfato de hidrógeno, [CSOHmim]HSO) en sistemas heterogéneos y homogéneos para producir azúcar reductor. En un sistema homogéneo, se exploró el efecto catalítico de un líquido iónico sobre la celulosa de caña de azúcar. El pretratamiento, la dosis de IL (0.1~1.0 g), la temperatura de reacción (100~180 grados C), la adición de agua (0~500 L) y el tiempo (1~6 h) se descubrieron como condiciones clave para la hidrólisis. La acidez de un líquido iónico ácido es un factor clave que afecta la hidrólisis de la celulosa de caña de azúcar; mientras tanto, un pretratamiento efectivo y el agua también son importantes. Como comparación, el efecto catalítico de [CSOHmim]HSO en sistemas heterogéneos (el rendimiento máximo de 5.98% para azúcares reductores totales, TRS) no fue tan bueno como el de [HBth][CHSO] en sistemas homogéneos (33.97%). Una temperatura más alta no necesariamente conduce a un aumento en el rendimiento de TRS, pero hará que el TRS máximo aparezca antes. Por último, se utilizó resina de intercambio iónico catiónica 732 para investigar la separación de azúcar reductor y líquido iónico, y se investigó la recuperación del líquido iónico mediante un experimento de adsorción-desorción. El líquido iónico se puede separar bien del TRS en el [HBth][CHSO] y reutilizar al menos cinco veces.
Descripción
Como la materia prima de bioenergía más abundante en la naturaleza, la celulosa puede convertirse en azúcar mediante hidrólisis, que puede ser degradada aún más para producir productos químicos de interés, como los polioles. La tecnología de hidrólisis es uno de los pasos clave en el desarrollo y la utilización de recursos de biomasa celulósica. En este estudio, se investigó la hidrólisis de la celulosa de caña de azúcar catalizada por líquidos iónicos (IL) en azúcar reductor. En primer lugar, se estudió la hidrólisis de la celulosa de caña de azúcar en diferentes líquidos iónicos (incluyendo sulfonato de benzotiazolometano, [HBth][CHSO] y 1-metil-3-(3-sulfopropilo)-imidazolio sulfato de hidrógeno, [CSOHmim]HSO) en sistemas heterogéneos y homogéneos para producir azúcar reductor. En un sistema homogéneo, se exploró el efecto catalítico de un líquido iónico sobre la celulosa de caña de azúcar. El pretratamiento, la dosis de IL (0.1~1.0 g), la temperatura de reacción (100~180 grados C), la adición de agua (0~500 L) y el tiempo (1~6 h) se descubrieron como condiciones clave para la hidrólisis. La acidez de un líquido iónico ácido es un factor clave que afecta la hidrólisis de la celulosa de caña de azúcar; mientras tanto, un pretratamiento efectivo y el agua también son importantes. Como comparación, el efecto catalítico de [CSOHmim]HSO en sistemas heterogéneos (el rendimiento máximo de 5.98% para azúcares reductores totales, TRS) no fue tan bueno como el de [HBth][CHSO] en sistemas homogéneos (33.97%). Una temperatura más alta no necesariamente conduce a un aumento en el rendimiento de TRS, pero hará que el TRS máximo aparezca antes. Por último, se utilizó resina de intercambio iónico catiónica 732 para investigar la separación de azúcar reductor y líquido iónico, y se investigó la recuperación del líquido iónico mediante un experimento de adsorción-desorción. El líquido iónico se puede separar bien del TRS en el [HBth][CHSO] y reutilizar al menos cinco veces.