Influence of acid concentration and time of the hydrolysis of birch and spruce wood on the content of reducing sugars

• Autorzy: Walkowiak M. , Witczak M. , Cichy W. , Waśkiewicz A. , Ratajczak I.

Warianty tytułu

PL

Wpływ stężenia kwasu i czasu przebiegu procesu hydrolizy drewna brzozy i świerku na zawartość cukrów redukujących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of the study the effect of concentration of sulfuric (VI) acid and time of hydrolysis process on the effectiveness of this process determined by the share of reducing sugars in hydrolytic solutions. One species of hardwood (Betula verrucosa Ehrh) and one species of softwood (Piea abies L. Karst) were selected. Chemical composition of both types of wood were analysed. The hydrolysis process was carried out under various conditions using variable parameters: sulfuric acid - from 0.8% to 72, time - from 4h to 7h. As an outcome describing the hydrolysis process, the following calculations and analyses were adopted: the weight loss and the content of reducing sugars (Bertrand method and HPLC analysis). Considering the weight loss, content of reducing sugars and glucose concentration in the obtained hydrolysates, the conducted research shows that deciduous wood gets destroyed more easily than softwood, using all variants of hydrolysis conditions.

PL

Badania prowadzone od wielu lat wykazały, że tkanki roślinne, a w szczególności biomasa drzewna, mogą być bogatym źródłem różnorodnych substancji chemicznych. Spośród wielu kierunków chemicznego przerobu drewna na uwagę zasługują procesy scukrzania substancji roślinnej w celu otrzymywania cukrów prostych, które są między innymi półproduktami do wytwarzania bioetanolu i innych substancji stanowiących komponenty biopaliw płynnych. Celem badań było poznanie wpływu stężenia kwasu mineralnego oraz czasu przebiegu procesu hydrolizy wybranych gatunków drewna brzozy i świerka w warunkach laboratoryjnych na efektywność tego procesu określaną udziałem cukrów redukujących w roztworach pohydrolitycznych. Biorąc pod uwagę ubytek masy oraz zawartość cukrów redukujących i zawartość glukozy w otrzymanych hydrolizatach, z przeprowadzonych badań wynika, że drewno liściaste w procesie hydrolizy prowadzonej w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej w ciągu czterech godzin w obecności kwasu siarkowego (VI) z zastosowaniem wszystkich wariantów stężeń, łatwiej ulegało destrukcji niż drewno iglaste.

Słowa kluczowe

EN

biomass; acid hydrolysis; birch; spruce; sugars

PL

hydroliza; drewno; cukry

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2018
• Tom: No. 103
• Strony: 192--201
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Walkowiak M.

• Bioenergy Department, Wood Technology Institute, 60-654 Poznań, Winiarska 1, Poland

autor

Witczak M.

• Bioenergy Department, Wood Technology Institute, 60-654 Poznań, Winiarska 1, Poland

autor

Cichy W.

• Bioenergy Department, Wood Technology Institute, 60-654 Poznań, Winiarska 1, Poland

autor

Waśkiewicz A.

• Institut od Wood Chemical Technology, Faculty of Wood Technology, Poznan University of Life Science

autor

Ratajczak I.

• Poznań University of Life Sciences, Department of Chemistry

Bibliografia

• 1. ADDEPALLY U., THULLURI CH. (2015): Recent progress in production of fuelrange liquid hydrocarbons from biomass-derived furanics via strategic catalytic routes, Fuel, 159, p. 935-942.
• 2. BABICKI R. (1966): Badania nad wykorzystaniem trocin drzewnych do produkcji drożdży paszowych metodą hydrolizy stężonym kwasem siarkowym. Instytut Technologii Drewna, Poznań.
• 3. BROWNING B.L. (1967): Methods of wood chemistry. New York, London, Sydney 1967.
• 4. DECISION No 406/2009/EC of the European Parliament and of the Council of 23April 2009 on the effort of Member States to reduce their greenhouse gas emissions tomeet the Community’s greenhouse gas emission reduction commitments up to 2020.
• 5. DIRECTIVE 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC.
• 6. DIRECTIVE 2009/29/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 amending Directive 2003/87/EC so as to improve and extend the greenhouse gasemission allowance trading scheme of the Community.
• 7. DIRECTIVE 2009/30/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 amending Directive 98/70/EC as regards the specification of petrol, diesel andgas-oil and introducing a mechanism to monitor and reduce greenhouse gas emissionsand amending Council Directive 1999/32/EC as regards the specification of fuel usedby inland waterway vessels and repealing Directive 93/12/EEC;
• 8. DIRECTIVE 2009/31/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the geological storage of carbon dioxide and amending Council Directive 85/337/EEC, European Parliament and Council Directives 2000/60/EC, 2001/80/EC,2004/35/EC, 2006/12/EC, 2008/1/EC and Regulation (EC) No 1013/2006.
• 9. ESEYIN A., STEELE P. (2015): An overview of the applications of furfural and istderivatives, Inter. J. of Adv. Chemistry; 3 (2), p.42-47.
• 10. FENGEL, D., WEGENER, G. (1984): Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions. WdeG DE Gruyter, Berlin.
• 11. FENGEL D., WEGENER G. (1984): Wood. Walter de Gruyter, Berlin, New York,55-59, 240 265.
• 12. GRAY R. (1958): The acidity of wood, London 1958.
• 13. HARRIS J.H, BAKER A.J, ZERBE J.I. (1984): Energy from biomass and wastesVIII: Symposium Papers; January 30-February 3; Lake Buena Vista, FL. Chicago, IL:Institute of Gas Technology; 1984: p. 1151-1170.
• 14. KUMAR P., MARRETT D.M., DELWICHE M.J., STROEVE P. (2009): Methods forpretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production; Ind. Eng. Chem. Res. 48(8), p.3713-3729.
• 15. MOSIER N., WYMAN CH., DALE B., ELANDER R., LEE Y.Y., HOLTZAPPLEM., LADISCH M. (2005): Features of promising technologies for pretreatment oflignocelulosic biomass; Bioresource Technology 96, p. 673-686.
• 16. MOUSDALE D.M. (2010): Introduction to Biofuels. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton – London – New York; s. 45-90.
• 17. PANDEY A. (2009): Handbook of plant – based biofuels; CRC Press, Taylor&Francis Group, 2009.
• 18. REGULATION (EC) No 443/2009 of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 setting emission performance standards for new passenger cars as partof the Community's integrated approach to reduce CO2 emissions from light-duty vehicles.
• 19. PROSIŃSKI S., ADAMSKI Z., BABICKI R. (1962): Hydroliza drewna. Ministerstwo Leśnictwa i Przemysłu Drzewnego – Instytut Technologii Drewna, Poznań.
• 20. PROSIŃSKI S. (1984): Chemia drewna, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.
• 21. SPRINGER E.L I HARRIS J.H. (1982): Prehydrolysis of aspen wood with water andwith dilute aqueous sulfuric acid; Svensk papperstidning. Vol. 85, no.15, p. 152-154.
• 22. WIERTELAK J. (1933): Wpływ umiarkowanej hydrolizy na skład chemiczny drewna. Przem. Chem. 17 nr 1., s. 1-5.
• 23. PN-P-50092:1992 Surowce dla przemysłu papierniczego. Drewno. Analiza chemiczna.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).