Wpływ stopnia rozdrobnienia i rodzaju drewna na przebieg hydrolizy enzymatycznej polisacharydów zawartych w surowcu drzewnym

• Autorzy: Przybysz K. , Przybysz P. , Kalinowska H.

Identyfikatory

DOI

10.15199/54.2016.7.1

Warianty tytułu

EN

The impact of particle size and botanical origin of wood on the enzymatic degradation of polysaccharides contained in wood

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania nad wpływem wielkości zrębków topolowych o wymiarach 0-2 mm na przebieg hydrolizy enzymatycznej. Zbadano także podatność na hydrolizę frakcji 0,43-0,8 różnych rodzajów drewna liściastego i iglastego. Uzyskane wyniki wskazują, że w danych warunkach reakcji zmniejszanie wymiarów zrębków topolowych w granicach 2-0,43 mm nie ma istotnego wpływu na wydajność hydrolizy enzymatycznej. Po 48 godz. wydajność hydrolizy wynosiła 4,5-7,5%. Można zauważyć, że dalsze rozdrabnianie drewna nie jest opłacalną metodą przygotowania materiałów ligninocelulozowych do przerobu tą metodą. Wyniki wskazują również, że na wydajność i dynamikę hydrolizy enzymatycznej ma wpływ rodzaj drewna. Stwierdzono, że drewno liściaste (z wyjątkiem dębu) jest nieco bardziej podatne na działanie enzymów rozkładających celulozę i hemicelulozy niż drewno iglaste. W przypadku badanych rodzajów drewna wydajność procesu wynosiła 6-26%.

EN

In this study, the impact of poplar chips size in the range of 0-2 mm on enzymatic hydrolysis is presented. Moreover, the susceptibility on hydrolysis of size fraction 0.43-0.8 mm of different hardwood species (poplar, birch, beech, linden, oak) and softwood (pine, spruce) is also investigated. Results indicate that under the given conditions the increase of poplar chips within 0.43-2 mm do not significantly influence efficiency of enzymatic hydrolysis. For the hydrolysis time equal to 48 hours, the efficiency of the process is approximately from 4.5% to 7.5%. It can be concluded that grinding of wood into smaller elements is not very cost-effective method of preparing the lignocellulosic materials for processing by enzymatic hydrolysis. The results indicate also that the species of wood affects performance and dynamics of enzymatic hydrolysis. It was also found that the wood of deciduous species (except oak) is a bit more susceptible to the action of enzymes decomposing cellulose and hemicellulose than coniferous wood species. For the studied species, the efficiency of the process was in range from 6 to 26%.

Słowa kluczowe

PL

drewno liściaste; drewno iglaste; rozdrobnienie; hydroliza enzymatyczna; wydajność

EN

hardwood; softwood; disintegration; enzymatic hydrolysis; efficiency

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 72, nr 7
• Strony: 437--442
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Przybysz K.

• Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 223, 90-924 Łódź

autor

Przybysz P.

• Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 223, 90-924 Łódź

autor

Kalinowska H.

• Instytut Biochemii Technicznej, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Brink J. van den, R.P. de Vries. 2011. “Fungal enzyme sets for plant polysaccharide degradation”. Appl. Microbiol. Biotechnol. 91, 1477-1492.
• [2] Fan L.T., Gharpuary M.M., Lee Y.H. 1981. Biotechnol. Bioenergy. Symp. 11: 29-45. With permission.
• [3] Grzybek A., Kuś J., Mańko S., Motyka M., Pawlak J., Zalewski A., Seremak-Bulge J. 2012. „Odnawialne Źródła Energii”. Ekspertyza dotycząca ekonomicznych uwarunkowań rozwoju poszczególnych rodzajów odnawialnych źródeł energii na obszarach wiejskich oraz ich wpływ na poprawę opłacalności produkcji rolniczej w Polsce w kontekście WPR.
• [4] http://ethanolrfa.org/pages/World-Fuel-Ethanol-Production
• [5] http://www.chemicals-technology.com/projects/dupont-cellulosicethanol-biorefinery-project/
• [6] http://www.biofuelsdigest.com/bdigest/2010/07/22/sud-chemie-tobuild-cellulosic-ethanol- plant-in-genrmany/
• [7] Kristensen J.B., Borjesson J., Bruun M.H., Tjerneld, F., Jorgensen H. 2007. “Use of surface active additives in enzymatic hydrolysis of wheat straw lignocelluloses”. Enzyme and Microbial Technology 40 (4): 888-895.
• [8] Liu G., Qin Y., Li Z., Qu Y. 2013. “Development of highly efficient, low-cost lignocellulolytic enzyme systems in the post-genomic era”. Biotechnology Advances 31, 962-975.
• [9] Menon V., Rao M. 2012. “Trends in bioconversion of lignocellulose: Biofuels, platform chemicals and biorefinery concept”. Progress in Energy and Combustion Science, 38, 522-550.
• [10] Naik S. N., Goud V. G., Rout P. K., Dalai A. K. 2010. “Production of first and second generation biofuels: A comprehensive review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 14, 578-597.
• [11] Przybysz K. 2007. “Technologia Papieru. Papiernicze masy włókniste”. Łódź WIST.
• [12] Siqueira P.F., Karp S.G., Carvalho J.C., Sturm W., Rodríguez-León J.A., Tholozan J., Singhania R.R., Pandey A., Soccol C.R. 2008. „Production of bio-ethanol from soybean molasses by Saccharomyces cerevisiaeat laboratory, pilot and industrial scales”. Bioresource Technology 99, 8156-8163.
• [13] Sun Y., Cheng J. 2002. “Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review”. Bioresour. Technol. 83, 1-11.
• [14] Sundholm J. 1999. “Mechanical Pulping”. Tappi. ISBN 952-5216-05-5 (book 5). Printed by Gummerus Printing, Jyväskylä, Finland: Paper Oy.
• [15] Wilson D.B. 2011. “Microbial diversity of cellulose hydrolysis”. Current Opinion in Microbiology 14, 259-263.
• [16] Zhu J.Y., Pan X.J. 2010. „Woody biomass pretreatment for cellulosic ethanol production: Technology and energy consumption evaluation”. Bioresour. Technol. 101, 4992-5002.
• [17] Zhu W., Zhu J.Y., Gleisner R., Pan X.J. 2010. “On energy consumption for size-reduction and yields from subsequent enzymatic saccharification of ptretreated lodgepole pine”. Bioresour. Technol. 101, 2872-2792.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.