PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Effects of soaking aqueous ammonia pretreatment on chemical composition and enzymatic hydrolysis of corn stover

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Effects of soaking aqueous ammonia pretreatment on chemical composition and enzymatic hydrolysis of corn stover. The aim of this research was to investigate the effect of applying two different temperatures of the soaking aqueous ammonia treatment on the chemical composition and enzymatic hydrolysis yield of the corn stover. Native corn stover as well as solid fractions after 20 h of alkali pretreatment performed at 15% ammonia solution and at 50 °C or 90 °C were analysed in terms of cellulose, holocellulose, lignin and extractives content. Both untreated and treated samples were subjected to the enzymatic hydrolysis and hydrolysates were examined with a high performance liquid chromatography (HPLC). Results indicated a significant development of enzymatic digestibility of the SAA treated biomass. Furthermore, a 38.7% and a 68.9% delignification levels in the biomass treated with ammonia at respectively 50 °C and 90 °C process comparing to the raw material were achieved.
PL
Wpływ wstępnej obróbki słomy kukurydzianej w wodnym roztworze amoniaku (SAA) na jej skład chemiczny i hydrolizę enzymatyczną. Celem badań było zbadanie wpływu zastosowania dwóch rożnych temperatur podczas obróbki wstępnej wodnym roztworem amoniaku słomy kukurydzianej na jej skład chemiczny oraz wydajność hydrolizy enzymatycznej. Próbki słomy natywnej, jak i słomy po 20 godzinach obróbki w 15% roztworze amoniaku i temperaturze 50 °C lub 90 °C zostały przebadane pod kątem zawartości celulozy, hemiceluloz, ligniny i substancji ekstrakcyjnych. Zarówno materiał natywny, jak i po obróbce został podany również hydrolizie enzymatycznej, a hydrolizaty zostały przebadane przy pomocy wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić wysoce zwiększoną zawartość cukrów w hydrolizatach biomasy po obróbce SAA. Ponadto, osiągnięto 38.7% oraz 68.9% poziom delignifikacji odpowiednio po procedurze SAA przeprowadzonej w 50 °C i 90 °C.
Twórcy
  • Department of Wood Science and Wood Protection, Institute of Wood Sciences and Furniture Warsaw University of Life Sciences (SGGW)
  • Department of Wood Science and Wood Protection, Institute of Wood Sciences and Furniture Warsaw University of Life Sciences (SGGW)
  • Department of Wood Science and Wood Protection, Institute of Wood Sciences and Furniture Warsaw University of Life Sciences (SGGW)
Bibliografia
  • 1. ADNEY B., BAKER J., 1996: Measurement of Cellulase Activities (NREL/TP-510-42628), National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO.
  • 2. AKUS-SZYLBERG F., ANTCZAK A., ZAWADZKI J., 2021: Effects of soaking aqueous ammonia pretreatment on selected properties and enzymatic hydrolysis of poplar (Populus trichocarpa) wood. BioResources 16(3), 5618-5627.
  • 3. AKUS-SZYLBERG F., ANTCZAK A., ZAWADZKI J., 2020: Hydrothermal pretreatment of poplar (Populus trichocarpa) wood and its impact on chemical composition and enzymatic hydrolysis yield. Drewno 63(206), 5-18.
  • 4. ALVIRA P., TOMAS-PEJO M. BALLESTEROS M.J. NEGRO M.J., 2010: Pre-treatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: A review. Bioresource Technology 101, 4851–4861.
  • 5. ANTCZAK A., RADOMSKI A., ZAWADZKI J., 2006: Benzene substitution in wood analysis. Annals of WULS – SGGW, Forestry and Wood Technology 58, 15-19.
  • 6. BALAN V., DA COSTA SOUSA L., CHUNDAWAT S. P., HUMPULA J., DALE B. E., 2012: Overview to ammonia pretreatmets for lignocellulosic biorefineries. Dynamic Biochemistry Process Biotechnology and Molecular Biology 6(2), 1-11.
  • 7. GAO J., YANG X., WAN J., HE Y., CHANG C., MA X., BAI J., 2016: Delignification kinetics of corn stover with aqueous ammonia soaking pre-treatment. BioResources 11(1), 2403-2416.
  • 8. GENG W., VENDITTI R., PAWLAK J., CHANG H. M., 2018: Effect of delignification on hemicellulose extraction from switch-grass, poplar, and pine and its effect on enzymatic convertibility of cellulose rich residues. BioResource 13(3), 4946–4963.
  • 9. HU Y., BASSI A., XU C., 2020: Energy from biomass. In: Letcher T. M. [ed.]: Future energy: improved, sustainable and clean options for our planet. Elsevier, Amsterdam.
  • 10. JIA L., SUN Z., GE X., XIN D., ZHANG Z., 2013: Comparison of the delignifiability and hydrolysability of wheat straw and corn stover in aqueous ammonia pretreatment. BioResources 8(3), 4505-4517.35
  • 11. KIM T.H., TAYLOR F., HICKS K.B., 2008: Bioethanol production from barley hull using SAA (soaking in aqueous ammonia) pretreatment. Bioresource Technology 99, 5694–5702.
  • 12. KIM T. H., NGHIEM N. P., HICKS K. B., 2009: Pre-treatment and fractionation of corn stover by soaking in ethanol and aqueous ammonia. Applied Biochemistry and Biotechnology 153, 171–179.
  • 13. KO J. K., BAK J. S., JUNG M. N., LEE H. J., CHOI I., KIM T. H., KIM K. H., 2009: Ethanol production from rice straw using optimized aqueous-ammonia soaking pretreatment and simultaneous saccharisation and fermentation processes. Bioresources Technology 100(19), 4374-4380.
  • 14. KRUTUL D., 2002: Exercises in wood chemistry and selected issues in organic chemistry. WULS-SGGW, Warsaw.
  • 15. KUMAR D., MURTHY G. S., 2011: Impact of pre-treatment and downstream processing technologies on economics and energy in cellulosic ethanol production. Biotechnology for Biofuels 4, 27.
  • 16. KURSCHNER K., HOFFER A., 1929: Ein neues Verfahren zur Bestimmung der Cellulose in Hölzern und Zellstoffen. Tech. Chem. Papier und Zellstoff Fabr. 26, 125-129.
  • 17. MENG X., RAGAUSKAS A. J., 2014: Recent advances in understanding the role of cellulose accessibility in enzymatic hydrolysis of lignocellulosic substrates. Current Opinion in Biotechnology 27, 150–158.
  • 18. PN-92 P-50092, 1992: Surowce dla przemysłu papierniczego. Drewno. Analiza chemiczna (Raw materials for the paper industry. Pulpwood. Chemical analysis).
  • 19. SUN S., SUN S., CAO X., SUN R., 2016: The role of pre-treatment in improving the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. Bioresource Technology 199, 49-58.
  • 20. VEREARDI A., DE BARI I., RICCA E., CALABRO V., 2012: Hydrolysis of lignocellulosic biomass: Current status of processes and technologies and future perspectives. In: Lima M.A.P. [ed.]: Bioethanol. Intech, Rijeka.
  • 21. YOO C. G., NGHIEM N. P., HICKS K. B., KIM T. H., 2013: Maximum production of fermentable sugars from barley straw using optimized soaking in aqueous ammonia (SAA) pretreatment. Applied Biochemistry and Biotechnology 169, 2430–2441.
  • 22. ZHAO X, ZHANG L, LIU D., 2012: Biomass recalcitrance. Part I: the chemical compositions and physical structures affecting the enzymatic hydrolysis of lignocellulose. Biofuels, Bioproducts, Biorefinery 6(4), 465–82.36.
  • 23. ZHAO Y., DAMGAARD A., CHRISTENSEN T. H., 2018: Bioethanol from corn stover – a review and technical assessment of alternative biotechnologies. Progress in Energy and Combustion Science 67, 275-291.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-2f78f8ff-6a36-46df-b419-a155762f057e
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.