La pretratamiento alcalino asistido por ultrasonido de biomasa para mejorar el rendimiento de extracción de productos químicos valiosos
Autores: Gavrila, Adina I.; Vartolomei, Anamaria; Calinescu, Ioan; Vinatoru, Mircea; Parvulescu, Oana C.; Psenovschi, Grigore; Chipurici, Petre; Trifan, Adrian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La pretratamiento alcalino asistido por ultrasonido de biomasa para mejorar el rendimiento de extracción de productos químicos valiosos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Renovable
Biomasa lignocelulósica
Biocombustibles
Hidrólisis enzimática
Ultrasonido
Pretratamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Como recurso renovable y sostenible, la biomasa lignocelulósica sirve como materia prima crucial para la producción de biocombustibles, productos químicos y varios productos de valor agregado. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar y optimizar un tratamiento alcalino suave de serrín asistido por ultrasonido, junto con la hidrólisis enzimática del material pretratado. El pretratamiento alcalino sonoquímico surgió como el enfoque óptimo para mejorar la susceptibilidad de la celulosa a la hidrólisis enzimática subsiguiente y así mejorar el rendimiento de azúcares reductores. Se realizó un estudio comparativo utilizando varios aplicadores ultrasónicos (sonda y baño) y pretratamiento alcalino asistido convencional. El pretratamiento asistido por ultrasonido reveló una mayor deslignificación del 68% (sonda) y 57% (baño) en comparación con el pretratamiento convencional. Los procesos se optimizaron utilizando un análisis estadístico basado en un diseño factorial 2. Las relaciones entre serrín y solución alcalina ( = 0,5-1,5 g/100 mL), amplitud de US ( = 20-60%) y temperatura de trabajo ( = 30-50 gradosC) fueron seleccionadas como factores del proceso. Las condiciones operativas óptimas para maximizar el rendimiento de azúcar reductor (138,15 mg GE/g) se encontraron de la siguiente manera: una relación sólido/líquido de = 1,25 g/100 mL, amplitud de US de = 60% y temperatura de pretratamiento de = 50 gradosC. Los resultados generales confirmaron claramente la intensificación de la deslignificación mediante el pretratamiento alcalino asistido por ultrasonido.
Descripción
Como recurso renovable y sostenible, la biomasa lignocelulósica sirve como materia prima crucial para la producción de biocombustibles, productos químicos y varios productos de valor agregado. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar y optimizar un tratamiento alcalino suave de serrín asistido por ultrasonido, junto con la hidrólisis enzimática del material pretratado. El pretratamiento alcalino sonoquímico surgió como el enfoque óptimo para mejorar la susceptibilidad de la celulosa a la hidrólisis enzimática subsiguiente y así mejorar el rendimiento de azúcares reductores. Se realizó un estudio comparativo utilizando varios aplicadores ultrasónicos (sonda y baño) y pretratamiento alcalino asistido convencional. El pretratamiento asistido por ultrasonido reveló una mayor deslignificación del 68% (sonda) y 57% (baño) en comparación con el pretratamiento convencional. Los procesos se optimizaron utilizando un análisis estadístico basado en un diseño factorial 2. Las relaciones entre serrín y solución alcalina ( = 0,5-1,5 g/100 mL), amplitud de US ( = 20-60%) y temperatura de trabajo ( = 30-50 gradosC) fueron seleccionadas como factores del proceso. Las condiciones operativas óptimas para maximizar el rendimiento de azúcar reductor (138,15 mg GE/g) se encontraron de la siguiente manera: una relación sólido/líquido de = 1,25 g/100 mL, amplitud de US de = 60% y temperatura de pretratamiento de = 50 gradosC. Los resultados generales confirmaron claramente la intensificación de la deslignificación mediante el pretratamiento alcalino asistido por ultrasonido.