La relación entre las características estructurales de los materiales lignocelulósicos y el rendimiento de producción de etanol
Autores: Bay, Mohammad Saber; Eslami, Fatemeh; Karimi, Keikhosro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La relación entre las características estructurales de los materiales lignocelulósicos y el rendimiento de producción de etanol
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Materiales lignocelulósicos
Tipos de pretratamiento
Rendimiento de etanol
ácido fosfórico
Hidrólisis enzimática
área de superficie accesible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Los materiales lignocelulósicos son una mezcla de polímeros naturales que pueden considerarse una gran fuente alternativa de productos químicos y energía. Por lo tanto, la madera de pino, la madera de álamo y la paja de arroz, como representantes de diferentes tipos de lignocelulosa, fueron sometidas a varios tipos de pretratamiento con el fin de aumentar el rendimiento de producción de etanol. Todos los pretratamientos aumentaron la hidrólisis enzimática y el rendimiento de etanol, específicamente el pretratamiento con ácido fosfórico. Este pretratamiento aumentó los rendimientos de etanol en un 304.6% y un 273.61% para la madera de álamo y la madera de pino, respectivamente, en comparación con los sustratos no tratados. Además, se realizaron una serie de análisis, incluyendo una prueba BET, capacidad de amortiguación, cristalinidad, área de superficie accesible y medición de composición, en los sustratos pretratados para investigar sus modificaciones estructurales en detalle. El área de superficie accesible, como uno de los parámetros más importantes para el rendimiento de las enzimas y microorganismos en el proceso de fermentación, fue examinada mediante la prueba de valor de retención de agua. Los resultados de este método (utilizando centrifugado) mostraron que la máxima área de superficie accesible estaba relacionada con las muestras pretratadas con ácido fosfórico, de modo que aumentó el WRV a 132.19%, 149.41% y 68.44% para la madera de álamo, la madera de pino y la paja de arroz, respectivamente, en comparación con los sustratos no tratados. En general, los pretratamientos reestructuraron y abrieron la estructura enredada de las lignocelulosas, lo que resultó en un aumento considerable en los rendimientos de etanol. Además, en este estudio, por primera vez, se presentó una nueva correlación para cada sustrato que indica la relación entre el rendimiento de etanol y las características estructurales del sustrato lignocelulósico.
Descripción
Los materiales lignocelulósicos son una mezcla de polímeros naturales que pueden considerarse una gran fuente alternativa de productos químicos y energía. Por lo tanto, la madera de pino, la madera de álamo y la paja de arroz, como representantes de diferentes tipos de lignocelulosa, fueron sometidas a varios tipos de pretratamiento con el fin de aumentar el rendimiento de producción de etanol. Todos los pretratamientos aumentaron la hidrólisis enzimática y el rendimiento de etanol, específicamente el pretratamiento con ácido fosfórico. Este pretratamiento aumentó los rendimientos de etanol en un 304.6% y un 273.61% para la madera de álamo y la madera de pino, respectivamente, en comparación con los sustratos no tratados. Además, se realizaron una serie de análisis, incluyendo una prueba BET, capacidad de amortiguación, cristalinidad, área de superficie accesible y medición de composición, en los sustratos pretratados para investigar sus modificaciones estructurales en detalle. El área de superficie accesible, como uno de los parámetros más importantes para el rendimiento de las enzimas y microorganismos en el proceso de fermentación, fue examinada mediante la prueba de valor de retención de agua. Los resultados de este método (utilizando centrifugado) mostraron que la máxima área de superficie accesible estaba relacionada con las muestras pretratadas con ácido fosfórico, de modo que aumentó el WRV a 132.19%, 149.41% y 68.44% para la madera de álamo, la madera de pino y la paja de arroz, respectivamente, en comparación con los sustratos no tratados. En general, los pretratamientos reestructuraron y abrieron la estructura enredada de las lignocelulosas, lo que resultó en un aumento considerable en los rendimientos de etanol. Además, en este estudio, por primera vez, se presentó una nueva correlación para cada sustrato que indica la relación entre el rendimiento de etanol y las características estructurales del sustrato lignocelulósico.