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Adsorción Asistida por Solvente de Celulosa en un Catalizador de Carbono como Método de Pretratamiento para la Hidrolisis a Glucosa

Autores: Shrotri, Abhijit; Eguchi, Kiko; Mahardiani, Lina; Kobayashi, Hirokazu; Yamashita, Masakuni; Yagita, Hiroshi; Fukuoka, Atsushi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Adsorción Asistida por Solvente de Celulosa en un Catalizador de Carbono como Método de Pretratamiento para la Hidrolisis a Glucosa


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Química

Palabras clave

Hidrolisis de celulosa
Catalizador heterogéneo
Pretratamientos
Adsorción asistida por solvente
Rendimiento de glucosa
Emisiones de gases de efecto invernadero

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La hidrólisis de la celulosa a glucosa utilizando un catalizador heterogéneo es un paso necesario en la producción de productos químicos y polímeros de base biológica. La necesidad de tratamientos previos que consumen mucha energía, como la molienda de bolas, para aumentar la reactividad de la celulosa es uno de los principales problemas en esta área. Aquí, mostramos que al utilizar la adsorción asistida por solvente como un paso de tratamiento previo, la celulosa puede ser adsorbida en la superficie de un catalizador de carbono. Para el tratamiento previo por adsorción, el ácido fosfórico (HPO) tuvo un mejor rendimiento que otros solventes como el ácido sulfúrico (HSO), el fluoruro de tetrabutilamonio/dimetilsulfóxido (TBAF/DMSO) y el cloruro de 1-butilo-3-metilimidazolio ([BMMI]Cl). La hidrólisis después de la adsorción de celulosa y la eliminación de HPO produjo un rendimiento del 73% de glucosa. La hidrólisis parcial de la celulosa en HPO antes de la adsorción aumentó el rendimiento final de glucosa. El rendimiento de glucosa fue proporcional al número de grupos funcionales ácidos débiles en el catalizador de carbono, lo que indica que la reacción fue catalizada de manera heterogénea. En un análisis preliminar del ciclo de vida (LCA) a escala de laboratorio, se calcularon las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) por kg de glucosa producida a través de la hidrólisis de celulosa. La adsorción asistida por HPO reduce notablemente las emisiones de GEI en comparación con el tratamiento previo de molienda de bolas reportado anteriormente.

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