Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của việc nghiền bi đến sự thay đổi cấu trúc và sự thuỷ phân của biomass lignocellulose trong CO2 lỏng nóng áp suất cao
Tóm tắt
Kích hoạt cơ học là một phương pháp hiệu quả để phá hủy cấu trúc tinh thể. Biomass, đặc biệt là hemicellulose của nó, có thể bị phân huỷ trong dung môi xanh là nước nóng lỏng với CO2 nén. Để cải thiện sự phân huỷ của cellulose tinh thể trong CO2 lỏng nóng áp suất cao, nghiên cứu về tiền xử lý mùn cưa gỗ cam thảo bằng cách kích hoạt cơ học với máy nghiền bi đã được thực hiện. Các tham số nghiền bi và tác động của chúng đến cấu trúc đã được xác định bằng SEM, XRD và FT-IR. Ảnh hưởng của các tham số nghiền đến sự chuyển đổi cellulose được xếp hạng như sau: tốc độ nghiền bi > thời gian kích hoạt > tỷ lệ khối lượng giữa bi và biomass. Điều kiện nghiền tối ưu đạt được ở tốc độ nghiền bi 450 vòng/phút và tỷ lệ khối lượng 30:1 giữa bi và biomass trong 2 giờ. Trong điều kiện này, độ tinh thể của cellulose trong mùn cưa giảm từ 60,93% xuống 21,40%. Tỷ lệ chuyển đổi cellulose đạt 37,8%, gần gấp bốn lần so với nguyên liệu thô (10,2%). Năng suất glucose trong dung dịch thủy phân là 1,49 g·L−1, gần gấp ba lần so với nguyên liệu thô. Điều này cho thấy kích hoạt cơ học có thể phá hủy cấu trúc tinh thể của cellulose để thúc đẩy sự phân huỷ và tổn thương của cấu trúc bên trong lignocellulose do nghiền bi là không thể đảo ngược.
Từ khóa
#kích hoạt cơ học #cellulose #biomass lignocellulose #nghiền bi #CO2 nén #thủy phânTài liệu tham khảo
D. Yue, F. You and S.W. Snyder, Comput. Chem. Eng., 66, 36 (2014).
C. Weber, A. Farwick and F. Benisch, Appl. Microbiol. Biotechnol., 87, 1303 (2010).
P. Phitsuwan, K. Sakka and K. Ratanakhanokchai, Biomass Bioenergy, 58, 390 (2013).
T. Vancov and S. McIntosh, J. Chem. Technol. Biotechnol., 86, 818 (2011).
L. Canilha, V.T.O. Santos and G. S. M. Rocha, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 38, 1467 (2011).
K. Masahiro, I. Nozomi and K. Toshiaki, Curr. Microbiol., 54, 424 (2007).
I.A. Ares-Peón, C. Vila, G. Garrote and J.C. Parajó, J. Chem. Technol. Biotechnol., 86, 251 (2011).
P. Zhao, H. F. Lu and B. Liang, J. Biobased Mater. Bioenergy, 9, 334 (2015).
P. Alvira, E. Tomás-Pejó and M. Ballesteros, Bioresour. Technol., 101, 4851 (2010).
J. Zhu, P. Xu and R. Zalesny, Appl. Microbiol. Biotechnol., 87, 847 (2010).
M. Linde and E. L. Jakobsson, Biomass Bioenergy, 32, 326 (2008).
M. Galbe and G. Zacchi, Adv. Biochem. Eng., 108, 41 (2007).
P. Kumar, D. M. Barrett and M. J. Delwiche, Ind. Eng. Chem. Res., 48, 3713 (2009).
V. Chang and M. Nagwani, Appl. Biochem. Biotechnol., 94, 1 (2001).
K. Karimi, S. Kheradmandinia and M. J. Taherzadeh, Biomass Bioenergy, 30, 247 (2006).
R.C.N.R. Corrales, F.M.T. Mendes and C.C. Perrone, Biotechnol. Biofuels, 5, 36 (2012).
D. Tromans and J.A. Meech, Miner. Eng., 14, 1359 (2001).
A.T.W.M. Hendriks and G. Zeeman, Bioresour. Technol., 10, 10 (2009).
D. S. Ayla Sant’Ana, I. Hiroyuki and E. Takashi, Bioresour. Technol., 101, 7402 (2010).
M. Ago, T. Endo and T. Hirotsu, Cellulose, 11, 163 (2004).
Z.D. Liao, Z.Q. Huang and H.Y. Hu, Bioresour. Technol., 102, 7953 (2011).
H.Y. Hu and Y. Zhang, Polym. Bull., 71, 453 (2014).
M. Dawy, A. A. Shabaka and A. M.A. Nada, Polym. Degrad. Stab., 62, 455 (1998).
J.K. de Andrade, E. Komatsu, H. Perreault, Y.R. Torres, M.R. da Rosa and M. L. Felsner, Food Chemistry, 190, 481 (2016).
I. P. Wood, A. Elliston and P. Ryden, Biomass Bioenergy, 44, 117 (2012).
S. Kim and M.T. Holtzapple, Bioresour. Technol., 97, 583 (2006).
H.G. Lu, Introduction to Power Technology, TongJi University Press, Shang Hai (1998).
R. Yang, X. Chen and J. Yu, Chem. Ind. Forest Prod., 1, 83 (2015).
Z.Q. Huang, X. Liang and H.Y. Hu, Polym. Degrad. Stab., 94, 1737 (2009).
J. Yang and T. Zhang, Acta. Metall. Sin., 33, 381 (1997).
X. Colom, F. Carrillo and F. Nogués, Polym. Degrad. Stab., 80, 543 (2003).
M. Schwanninger, J.C. Rodrigues and H. Pereira, Vib. Spectrosc., 36, 23 (2004).
W. Zhang, M. Liang and C. Lu, Cellulose, 14, 447 (2007).
J. Chen, Chemical of papermaking and plant resources, Science Press, Bei Jing (2012).