Name: המקדים של ביומסה Lignocellulosic עם נוזלים יוניים בעלות נמוכה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 42 s
Description: למדו שיטת טיפול מקדים בביומסה ליגנוצלולוזית באמצעות נוזלים יוניים בעלות נמוכה לבידוד תאית וליגנין טהורים. שיטה זו מסייעת לחוקרים בתחום הביורפינריה לייצור ביודלקים מתקדמים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המחברים מודים המכון גרנתאם לשינויי האקלים ואיכות הסביבה, אקלים-KIC ו EPSRC (EP / K038648 / 1 ו- EP / K014676 / 1) למימון ופייר בובייה למתן נתוני הניסוי עבור pretreatments אורן.

<ol><li>Lewis, N. S., Nocera, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Powering+the+planet%3A+chemical+challenges+in+solar+energy+utilization%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A%22%5BJournal%5D)">Powering the planet: chemical challenges in solar energy utilization.</a> Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 103 (43), 15729-15735 (2006).</li>
<li>Dincer, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Renewable+energy+and+sustainable+development%3A+a+crucial+review%5BTitle%5D)+AND+%22Renewable+and+Sustainable+Energy+Reviews%22%5BJournal%5D)">Renewable energy and sustainable development: a crucial review.</a> Renewable and Sustainable Energy Reviews. 4 (2), 157-175 (2000).</li>
<li>Zweibel, K., Mason, J., Fthenakis, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+solar+grand+plan%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Am%22%5BJournal%5D)">A solar grand plan.</a> Sci. Am. 298 (1), 64-73 (2008).</li>
<li>Lee, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+conversion+of+lignocellulosic+biomass+to+ethanol%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Biological conversion of lignocellulosic biomass to ethanol.</a> J. Biotechnol. 56 (1), 1-24 (1997).</li>
<li>Carrott, P., Ribeiro Carrott, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignin-from+natural+adsorbent+to+activated+carbon%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.Technol%22%5BJournal%5D)">Lignin-from natural adsorbent to activated carbon: A review.</a> Bioresour.Technol. 98 (12), 2301-2312 (2007).</li>
<li>Cardona Alzate, C., Sánchez Toro, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+consumption+analysis+of+integrated+flowsheets+for+production+of+fuel+ethanol+from+lignocellulosic+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Energy%22%5BJournal%5D)">Energy consumption analysis of integrated flowsheets for production of fuel ethanol from lignocellulosic biomass.</a> Energy. 31 (13), 2447-2459 (2006).</li>
<li>Field, C. B., Campbell, J. E., Lobell, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomass+energy%3A+the+scale+of+the+potential+resource%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biochem+Sci%22%5BJournal%5D)">Biomass energy: the scale of the potential resource.</a> Trends Biochem Sci. 23 (2), 65-72 (2008).</li>
<li>Hoogwijk, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploration+of+the+ranges+of+the+global+potential+of+biomass+for+energy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomass+Bioenergy%22%5BJournal%5D)">Exploration of the ranges of the global potential of biomass for energy.</a> Biomass Bioenergy. 25 (2), 119-133 (2003).</li>
<li>Goldemberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ethanol+for+a+sustainable+energy+future%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ethanol for a sustainable energy future.</a> Science. 315 (5813), 808-810 (2007).</li>
<li>Himmel, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomass+recalcitrance%3A+engineering+plants+and+enzymes+for+biofuels+production%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Biomass recalcitrance: engineering plants and enzymes for biofuels production.</a> Science. 315 (5813), 804-807 (2007).</li>
<li>Mosier, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Features+of+promising+technologies+for+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.Technol%22%5BJournal%5D)">Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass.</a> Bioresour.Technol. 96 (6), 673-686 (2005).</li>
<li>Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., Stroeve, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+for+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass+for+efficient+hydrolysis+and+biofuel+production%5BTitle%5D)+AND+%22Ind+Eng+Chem+Res%22%5BJournal%5D)">Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production.</a> Ind Eng Chem Res. 48 (8), 3713-3729 (2009).</li>
<li>Hu, F., Ragauskas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+pseudo-lignin+formation+under+dilute+acid+pretreatment+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Suppression of pseudo-lignin formation under dilute acid pretreatment conditions.</a> RSC Advances. 4 (9), 4317-4323 (2014).</li>
<li>Chakar, F. S., Ragauskas, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+current+and+future+softwood+kraft+lignin+process+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Ind+Crop+Prod%22%5BJournal%5D)">Review of current and future softwood kraft lignin process chemistry.</a> Ind Crop Prod. 20 (2), 131-141 (2004).</li>
<li>Mutjé, P., Pelach, M., Vilaseca, F., García, J., Jiménez, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+study+of+the+effect+of+refining+on+organosolv+pulp+from+olive+trimmings+and+kraft+pulp+from+eucalyptus+wood%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.Technol%22%5BJournal%5D)">A comparative study of the effect of refining on organosolv pulp from olive trimmings and kraft pulp from eucalyptus wood.</a> Bioresour.Technol. 96 (10), 1125-1129 (2005).</li>
<li>Zhao, X., Cheng, K., Liu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organosolv+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass+for+enzymatic+hydrolysis%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Organosolv pretreatment of lignocellulosic biomass for enzymatic hydrolysis.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 82 (5), 815-827 (2009).</li>
<li>Brandt, A., Gräsvik, J., Hallett, J. P., Welton, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deconstruction+of+lignocellulosic+biomass+with+ionic+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Deconstruction of lignocellulosic biomass with ionic liquids.</a> Green Chem. 15, 550(2012).</li>
<li>Chen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inexpensive+ionic+liquids%3A%5BHSO+4%5D%E2%88%92-based+solvent+production+at+bulk+scale%29%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Inexpensive ionic liquids:[HSO 4]−-based solvent production at bulk scale).</a> Green Chem. 16 (6), 3098-3106 (2014).</li>
<li>Brandt, A., Chen, L., van Dongen, B. E., Welton, T., Hallett, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+changes+in+lignins+isolated+using+an+acidic+ionic+liquid+water+mixture%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Structural changes in lignins isolated using an acidic ionic liquid water mixture.</a> Green Chem. 17, 5019-5034 (2015).</li>
<li>Sluiter, A., et al. NREL/TP-510-42621. Determination of Total Solids in Biomass and Total Dissolved Solids in Liquid Process Samples. , (2008).</li>
<li>Sluiter, A., et al. NREL/ TP - 510 - 42618Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass. Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass. , (2011).</li>
<li>Resch, M. G., Baker,, Decker, S. R. NREL/TP-5100-63351. Low Solids Enzymatic Saccharificatin of Lignocellulosic Biomass. , (2015).</li>
<li>Brandt, A., Ray, M. J., To, T. Q., Leak, D. J., Murphy, R. J., Welton, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ionic+liquid+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass+with+ionic+liquid-water+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Ionic liquid pretreatment of lignocellulosic biomass with ionic liquid-water mixtures.</a> Green Chem. 13 (9), 2489-2499 (2011).</li>
<li>Aver, K., Scortegagna, A., Fontana, R., Camassola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saccharification+of+ionic-liquid-pretreated+sugar+cane+bagasse+using+Penicillium+echinulatum+enzymes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Taiwan+Inst+Chem+Eng%22%5BJournal%5D)">Saccharification of ionic-liquid-pretreated sugar cane bagasse using Penicillium echinulatum enzymes.</a> J Taiwan Inst Chem Eng. 45 (5), 2060-2067 (2014).</li>
<li>George, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+low-cost+ionic+liquids+for+lignocellulosic+biomass+pretreatment%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Design of low-cost ionic liquids for lignocellulosic biomass pretreatment.</a> Green Chem. 17 (3), 1728(2015).</li>
<li>Verdía, P., Brandt, A., Hallett, J. P., Ray, M. J., Welton, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fractionation+of+lignocellulosic+biomass+with+the+ionic+liquid+1-butylimidazolium+hydrogen+sulfate%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Fractionation of lignocellulosic biomass with the ionic liquid 1-butylimidazolium hydrogen sulfate.</a> Green Chem. 16 (3), 1617-1627 (2014).</li>
<li>Brandt, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ionic+liquid+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass+with+ionic+liquid-water+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Ionic liquid pretreatment of lignocellulosic biomass with ionic liquid-water mixtures.</a> Green Chem. 13 (9), 2489-2499 (2011).</li>
</ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

הטכניקה עבור החלוקה של ביומסה lignocellulosic המוצגת כאן מייצרת עיסה תאית-עשיר ליגנין. רוב hemicelluloses מתמוססים לתוך הנוזל היוני הידרוליזה, אך לא התאושש. אם סוכרי hemicellulose הם רצויים, צעד מראש חילוץ hemicellulose לפני delignification Ionosolv עשוי להיות נחוץ. זה היה עד כה בלתי אפשרי לסגור את מאזן מסה מלא עבור ביומסה, כפי שהוא לא ניתן לזהות ולכמת את כל תוצרי פירוק נמצא ליקר נוזלים יוניים, במיוחד אלה הנובעים ליגנין. מחקר מפורט על מחזור מאזן מסה מתנהל וצפוי להתפרסם בקרוב. ...

חדרי הביקוש לאנרגיה של האנושות בר קיימא הוא אחד האתגרים הגדולים שהציוויליזציה שלנו פרצופים. שימוש באנרגיה צפוי להכפיל ב 50 השנים הבאות, הגדלת עומס רב יותר על משאבי דלק מאובנים. 1 ההצטברות של גזי חממה (GHG) באטמוספרה באמצעות שימוש בדלק מאובנים רחב התפשט היא בעייתית במיוחד, כמו CO 2 שנוצר משריפה דלקים מאובנים אחראים 50% של אפקט החממה אנתרופוגניים. 2 לכן, יישום בקנה מידה הגדולה של טכנולוגיות ניטראליות מתחדשות פחמן חיוני שעונה על הצרכים של הדורים הבאים אנרגיה וחומרים המוגבר. 1, 3 ביומסה הצמח הוא משאב מתחדש המגוונים ביותר, כפי שהוא יכול לשמש כדי לייצר חום, חשמל, כמו גם, חומרים כימיקלים מבוססי פחמן ודלקים. היתרונות העיקריים של ביומסה lignocellulosic פני סוגים ביומסה אחרים הם שפע, הפוטנציאל שלה PE תשואות גבוהותאזור r אדמה ועל פי רוב חיסכון פליטה CO 2 גבוה יותר, הכולל שימור גבוה של פחמן בקרקע. 4, 5 יתרונות של שימוש ביומסה כולל זמינות מקומית, דרישות הון נמוכות להמיר ביומסה לאנרגיה, ומניעת סחף קרקע. 8 המפיקים הגדולים של חומר זינה lignocellulosic הם תעשיית ייעור במגזר החקלאי וכן ניהול פסולת עירונית. 6 ייצור lignocellulose יש פוטנציאל להיות מורחבת, עם מוח כדי להגביל יערות והימנעות החלפת גידולי מזון שחרור מזהמים פוטנציאליים. 7 עבור ביומסה מתחדשת להפוך למקור נפוץ קיימא של דלקים לתחבורה נוזלים כימיקלים, העיבוד שלה חייב להיות תחרותי כלכלי עם טכנולוגיות מרת דלק מאובנים. 9, 10, אחת הדרכים להשגה זו היא להגביר את התפוקה ואיכות של חומרי ביניים הנגזרות ביומסה תוך צמצום עלות. &lt;/ P&gt; Lignocellulose מכיל שיעור סוכרים גבוהה אשר ניתנות להמרה דלקים וכימיקלים באמצעות המרות הקטליטי מיקרוביאלי. 11 סוכרים אלה נמצאים lignocellulose בצורה פולימריים כמו תאית hemicellulose. הם יכולים להיות הידרוליזה לתוך מונומרים גלוקוז וסוכר אחרים ולאחר מכן המשמשים לייצור ביו-וכימיקלים שמקורם ביו אחרים וממסים. 12 כדי לגשת הסוכרים התאיים, המקדים של ביומסה יש צורך הדרך פיזי, כימי או תהליכים משולבים. 4 המקדים הוא לטעון את הצעד היקר ביותר יִצוּב מְחִיר של ביומסה lignocellulosic. לפיכך מחקר לתוך תהליכי המקדים שיפור הכרחי. טכנולוגיות מקדימות שונות זמינות. מעניין במיוחד הם אלה שמפרידים בין ליגנין מתאית (מקדים fractionative). ליגנין, המרכיב העיקרי השלישיlignocellulose, גישת גבולות hydrolyzing סוכנים תאיים hemicellulose ומקטינה את תשואת הסוכר לטון של זינה. 11 ליגנין המופרד יכול להיות מנוצל כמו biorefinery נוסף ביניים אם היא מבודדת באיכות מתאימה. 13 אחת תהליך fractionative הוא תהליך קראפט אשר הוא המקדים הנפוץ ביותר לייצור נייר / תאי. בשנת מעיכת קראפט, שבבי עץ ממוקמים בתוך תערובת של הידרוקסיד נתרן גופרתי נתרן מחומם בטמפרטורות גבוהות של כ 170 מעלות צלזיוס בלחץ גבוה. 14 התגובות אלקליין להסיר hemicellulose ו ליגנין ידי שבירת הפולימרים עד שברים קצרים דרך nucleophilic ו בסיס קטליזה, ועל ידי המסת שברי הליגנין באמצעות דה-protonation של קבוצות הידרוקסיל פנוליות / אלכוהול. תהליך נוסף delignification נפוץ הוא תהליך Organosolv אשר גם שהברים מתמוסס ליגנין ו hemicellulose. במקום להשתמש aqueo אלקלייןפתרון אותנו, ממיסים אורגניים כגון אתנול וחומצה אצטית משמשים בטמפרטורות גבוהות הנעים בין 160-200 מעלות צלזיוס ולחצים מסרגל 5-30. יש מקדים Organosolv כמה יתרונות על פני קראפט מעיכה בכך שהיא מייצרת פחות אוויר וזיהום מים. 15 שני התהליכים להחזיק כמה אתגרים כלכליים, אם משתמשים בו לייצור כימיקלים ודלקים ולא תאי. 16 מקדים Ionosolv משתמש נוזלים יוניים, אשר הם מלחימים יש נקודת התכה מתחת ל -100 מעלות צלזיוס, כתוצאת אינטראקציות Coulombic החזקות שלהם, לחץ אדים נמוכים מאוד. 17 זה מבטל זיהום אוויר בתהליך המקדים, ומאפשר עיבוד ליד או בלחץ אטמוספרי. בעוד שרוב ILs נוצר סינתזות מייגעות, רבי שלבים, ILs protic יכול להיות מסונתז תהליך חד-שלב מ כימיקלי סחורות, מה שהופך אותם פחות יקרים; ההערכה היא כי חלק ILs יכול להיות מיוצר על בקנה מידה גורפת עבורמחיר של 1.24 $ לכל קילו אשר ניתן להשוות בממסים אורגניים שכיחים כגון אצטון טולואן. 18 היכולת למחזר ולעשות שימוש חוזר ILs להתאמה האישי אלה בתהליך הפועלת יחסית בטמפרטורות נמוכות ולחצים עושה את זה אלטרנטיבה שפירה יותר מועמד אטרקטיבי מבחינה כלכלית עבור Biorefining. פרוטוקול וידאו מפורט זה מדגים גרסה בקנה מידה במעבדה של תהליך Ionosolv עבור delignification של ביומסה lignocellulosic ואת saccharification האנזימטית הסופי של עיסת התאית עשירה כמו גם ההתאוששות של ליגנין ריח ללא טוהר גבוה. 19

<table><tbody><tr><td colspan="4"><סינתזה חזקה>IL</חזקה></td></tr><tr><td>בקבוק תחתון עגול, עם מפרק טחון סטנדרטי 24/29 NS, 1,000 מ"ל</td><td>Lenz</td><td>3 0024 70</td><td>VWR קוד מוצר 271-1309</td></tr><tr><td>250 מ"ל משפך נוסף, בוגר, גודל מפרק 29/26, 0-4&nbsp; שסתום PTFE מ"מ</td><td>GPE</td><td>CG-1714-16</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק דיואר בצורת צלחת, SCH 31 CAL&nbsp;</td><td>KGW-Isotherm</td><td>1197</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק נפחי, 200 מ"ל</td><td>VWR</td><td>612-3745&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>טבעות שעם, פיפטות פסטר וטיט, בקבוק כביסה עם מים נטולי יונים, מוט</td><td></td><td></td><td></td> ערבוב מג'נטי גדול<</tr>td colspan="4"><חזק>הפחתת גודל ביומסה</חזק>טחנת חיתוך כבדה SM2000&nbsp;<tr></td></tr><tr><td></td><td>רטש&nbsp;</td><td>הופסק</td><td>הוחלף במפעל חיתוך SM 200 (20.728.0001)&nbsp;</td></tr><tr><td>מסננות תחתונות (10 חורים מרובעים ברשת, לגודל חלקיקים < 2 מ"מ)</td> <td>רטש&nbsp;</td><td>03.647.0318</td><td>חלק מטחנת חיתוך</td></tr><tr><td>שייקר מסננת אנליטית AS 200</td><td>Retsch&nbsp;</td><td>30.018.0001</td><td>חלק ממכונת סינון</td></tr><tr><td>מסננת בדיקה 200 מ"מ &Oslash; x 50 מ"מ גובה ISO 3310/1 (180 ומיקרו; m)</td><td>Retsch&nbsp;</td><td>60.131.000180</td><td>חלק ממכונת סינון</td></tr><tr><td>מסננת בדיקה 200 מ"מ &Oslash; x 50 מ"מ גובה ISO 3310/1 (850 ומיקרו; m)</td><td>Retsch&nbsp;</td><td>60.131.000850</td><td>חלק ממכונת סינון</td></tr><tr><td>מחבת איסוף, נירוסטה, 200&nbsp; מ"מ &Oslash;, גובה 50 מ"מ</td><td>Retsch&nbsp;</td><td>69.720.0050</td><td>חלק ממכונת</td></tr><tr> סינון<td colspan="4"><מאייד סיבובי חזק></מאייד סיבובי חזק></td></tr> <tr><td>(Rotavapor R-210)</td><td>Buchi&nbsp;</td><td>הופסק</td><td>הוחלף באמבט מים Rotavapor R-300</td></tr><tr><td>(אמבט חימום B-491)</td><td>Buchi&nbsp;</td><td>48201</td><td>חלק ממאייד סיבובי</td></tr><tr><td>מחזור&nbsp;</td><td>Julabo</td><td>F25</td> חלק ממשאבת ואקום <td>מאייד סיבובי</td></tr><tr><td>(MPC 101 Z)</td><td>Ilmvac GmbH</td><td>412522</td><td>חלק ממאייד סיבובי</td></tr><tr><td>בקר ואקום (תיבת בקרת ואקום VCB 521)</td><td>Ilmvac GmbH</td><td>600053</td><td>חלק ממאייד</td></tr><tr> סיבובי<td colspan="4" ><חזק>מאייד מקביל</חזק></td></tr><tr><td>לוחית בסיס StarFish 135&nbsp; מ"מ (עבור Radleys & IKA)</td> <td>Radleys</td><td>RR95010</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>מונובלוק עבור 5 x 250&nbsp; מ"ל צלוחיות</td><td>רדליס</td><td>RR95130&nbsp;</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>מהדק טלסקופי 5 כיווני עם סקוטש</td><td>רדלי</td><td>RR95400</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>סעפת גז/ואקום עם מחברים</td><td>Radleys</td><td>RR95510&nbsp;</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>650&nbsp; מ"מ רוד</td><td>רדליס</td><td>RR95665&nbsp;</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>שחרור מהיר זכר, R/A דוקרני 6.4&nbsp; מ"מ + כיבוי (3.2&nbsp; מ"מ ID)</td> <td>Radleys</td><td>RR95520</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>מערבל / פלטה חמה</td><td>Radleys</td><td>RR98072</td><td>חלק מחלץ soxhlet</td></tr><tr><td>בקר טמפרטורה</td><td>Radleys</td><td>RR98073</td><td>חלק מחלץ soxhlet</td></tr><tr><td>אליפטי מוט ערבוב 15&nbsp; מ"מ רדלי אדמה נדירה</td><td></td><td>RR98097&nbsp;</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>מלכודת קרה ואקום, מצופה פלסטיק, תא עצירה PTFE</td><td>Chemglass</td><td>CG-4519-01</td><td>חלק ממשאבת ואקום מאייד מקביל</td></tr><tr><td>(MPC 101 Z)</td><td>Ilmvac GmbH</td><td>412522</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td>צינורות Tygon E-3603, 6.40&nbsp; מ"מ (פנימי) 12.80&nbsp; מ"מ (חיצוני)</td><td>סנט-גובן/VWR</td><td>228-1292&nbsp;</td><td>חלק ממאייד מקביל</td></tr><tr><td colspan="4"><חזק>מחלץ סוקסלט מקביל</חזק></td></tr><tr><td>צלחת בסיס כוכב ים 135&nbsp; מ"מ (עבור Radleys & IKA)</td><td>Radleys</td><td>RR95010&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>מונובלוק ל-5 x 250&nbsp; מ"ל צלוחיות</td><td>רדליס</td><td>RR95130&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>מהדק טלסקופי 5 כיוונים עם סקוטש</td><td>רדלי</td><td>RR95400&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>מהדק טלסקופי 5 כיווני עם רצועת סיליקון וידית ארוכה</td><td>רדלי</td><td>RR95410&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>סעפת מים עם מחברים</td><td>Radleys</td><td>RR95500&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>650&nbsp; מ"מ רוד</td><td>רדליס</td><td>RR95665&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>שחרור מהיר זכר, R/A דוקרני 6.4&nbsp; מ"מ + כיבוי (3.2&nbsp; מ"מ ID)</td><td>Radleys</td><td>RR95520&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>מעבי סליל עם חיבורי הארקה סטנדרטיים 29/32 NS</td><td>Lenz</td><td>5.2503.04&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>חולץ סוקסלט 40&nbsp; מ"ל זכוכית בורוסיליקט 29/32 שקע 24/29 קונוס</td><td>Quickfit</td><td>EX5/43&nbsp;</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>מערבל/פלטה חמה</td><td>Radleys</td><td>RR98072</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>בקר טמפרטורה</td><td>Radleys</td><td>RR98073</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>Recirculator</td><td>Grant</td><td>LTC1</td><td>חלק מחלץ סוקסלט</td></tr><tr><td>אצבעון מיצוי תאית</td><td>Whatman</td><td>2280-228</td><td></td></tr><tr><td>פינצטה</td><td>Excelta</td><td>20A-S-SE</td><td></td></tr><<tr>td colspan="4"><חזק>תנור ייבוש ואקום</חזק></td></tr><tr><td>תנור ייבוש ואקום</td><td>קלסר</td><td>VD 23</td><td>חלק מתנור ואקום</td></tr><tr><td>Dewar vessel 2&nbsp; L 100&nbsp; x&nbsp; 290&nbsp; מ"מ עם ידית</td><td>KGW-Isotherm</td><td>10613</td><td>חלק מתנור ואקום</td></tr><tr><td>מלכודת ואקום</td><td>GPE</td><td>CG-4532-01&nbsp;</td><td>חלק מתנור ואקום</td></tr><tr><td colspan="4"><חזק>ציוד אחר</חזק></td></tr><tr><td>איזון אנליטי</td><td>A& D</td><td>GH-252</td><td>דיוק ל &plusmn; 0.1 מ"ג</td></tr><tr><td>טיטרטור נפחי קארל פישר</td><td>מטלר טולדו</td><td>V20</td><td></td></tr><tr><td>10 מ"ל פיפטה חד פעמית</td><td>קורנינג בע"מ</td><td>Costar 4101 10 מ"ל Stripette</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Research בתוספת פיפטה, נפח משתנה, נפח 100-1,000&nbsp; &mu; l</td><td>Eppendorf</td><td>3120000062</td><td></td></tr><tr><td>Desiccator</td><td>Jencons</td><td>JENC250-028BOM</td><td></td></tr><tr><td>סוג תותב צינור לחץ Ace, אטם קדמי, נפח 15&nbsp; מ"ל</td><td>אייס גלאס</td><td>8648-04&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>טבעות O של אייס, סיליקון, 2.6&nbsp; מ"מ, תעודת זהות 9.2&nbsp; מ"מ&nbsp;</td><td></td><td>7855216</td><td>זכוכית Ace טבעת O לצינור לחץ</td></tr><tr><td>שייקר מערבולת</td><td>VWR International</td><td>444-1378 (בריטניה)</td><td></td></tr><tr><td>תנור הסעה בעזרת מאוורר</td><td>ThermoScientific</td><td>HeraTherm OMH60</td><td></td></tr><tr><td>כפפת תנור (Crusader Flex)</td><td>Ansel Edmont</td><td>42-325</td><td></td></tr><tr><td>250 מ"ל בקבוק תחתון עגול מפרק קרקע צוואר יחיד 24/29 (Pyrex)</td><td>Quickfit&nbsp;</td><td>FR250/3S</td><td></td></tr><tr><td>מתאם פקק רוטפלו עם קונוס 24/29</td><td>רוטפלו אנגליה</td><td>MF11/2/SC</td><td></td></tr><tr><td>50 מ"ל צינור פלקון</td><td>Heraeus/Kendro</td><td>HERA 76002844</td><td></td></tr><tr><td>צנטריפוגה (מגה סטאר 3.0)</td><td>VWR&nbsp;</td><td>521-1751</td><td></td></tr><tr><td colspan="4"><חזק>ריאגנטים</חזקים></td></tr><tr><td>אתנול מוחלט</td><td>VWR</td><td>20820.464</td><td></td></tr><tr><td>טריאתילאמין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>T0886</td><td></td></tr><tr><td>חומצה גופרתית 5 מול/ליטר (10&nbsp; N) AVS TITRINORM פתרון נפחי בקבוק שבירה בטוחה 2.5&nbsp; L</td><td>VWR</td><td>191665V</td><td></td></tr><tr><td>מים מטוהרים (15 M&Omega; עמידות)</td><td>Elga</td><td>CENTRA R200</td><td></td></tr><tr><td colspan="4"><חזק>ביומסה ליגנוצלולוזית</חזקה></td></tr><tr><td>Miscanthus X gigantheus</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pinus sylvestris</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

המקדים של ביומסה lignocellulosic עם נוזלים יוניים בעלות נמוכה

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

מספר נוזלים יוניים (ILs) עם עלויות ייצור אטרקטיביות מבחינה כלכלית זכו לאחרונה להתעניינות גוברת כאמצעי לניקוי של מגוון חומרי גלם ליגנוצלולוזיים. כאן אנו מדגימים את השימוש ב-ILs פרוטיים בעלות נמוכה אלה בפירוק של ביומסה ליגנוצלולוזית (טיפול מקדים ביונוסולב), המניב תאית וליגנין מטוהר. בתהליך הגנרי ביותר, הנוזל היוני הפרוטי מסונתז על ידי שילוב מדויק של חומצה מימית ובסיס אמין. תכולת המים מותאמת לאחר מכן. לצורך הדליניפיקציה, הביומסה מוכנסת לכלי עם תמיסת IL בטמפרטורות גבוהות כדי להמיס את הליגנין וההמיצלולוז, ומשאירה עיסה עשירה בתאית מוכנה לסכריזציה (הידרוליזה לסוכרים מותססים). הליגנין מופק מאוחר יותר מה-IL על ידי הוספת מים ומוחזר כמוצק. הסרת המים שנוספו מחדשת את הנוזל היוני, שניתן לעשות בו שימוש חוזר מספר פעמים. פרוטוקול זה שימושי לחקירת הפוטנציאל המשמעותי של ILs פרוטיים לשימוש בטיפול מקדים מסחרי בביומסה/פיצול ליגנין לייצור דלקים ביולוגיים או כימיקלים וחומרים מתחדשים.

הסכום המדויק של הסרה ליגנין ומשקעים ליגנין, התאושש עיסת תשואת גלוקוז תלוי בסוג של ביומסה בשימוש, הטמפרטורה בה הטיפול מנוהל ואת משך הטיפול. פעמים מקדימות קצרות וטמפרטורות נמוכות להוביל מקדים שלם תוך בטמפרטורות גבוהות התאי הופכת לבלתי יציב בנוזל היוני, שמובילים הידרוליזה ושפלה. הנוזל היוני שנבחר גם ממלא תפקיד חשוב התוצאה של ההליך החלוק. איור ...

מוצג הטיפול המקדים בביומסה ליגנוצלולוזית בנוזלים יוניים פרוטיים בעלות נמוכה, וכתוצאה מכך עיסה עשירה בתאית דליגנית וליגנין מטוהר. העיסה מולידה תשואות גלוקוז גבוהות לאחר סכריזציה אנזימטית.

המקדים של ביומסה Lignocellulosic עם נוזלים יוניים בעלות נמוכה

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

המטרה הכוללת של שיטה ניסיונית זו היא להשתמש בנוזלים יוניים בעלות נמוכה לצורך בידוד ליגנין ותאית מביומסה ליגנו-צלולוזית, ולהבין את הגורמים המשפיעים על ההפרדה והבידוד של ביופולימרים אלו. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הביו-זיקוק, כגון כיצד לבודד תאית וליגנין חדש באמצעות נוזלים יוניים בעלות נמוכה. הטכניקה שלנו מנצלת תכונות ממס ייחודיות של נוזלים יוניים, והיתרון שלנו הוא שניתן לסנתז נוזלים יוניים אלו בקלות באמצעות חומרי מוצא בעלות נמוכה.הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, מכיוון שישנם שלבים רבים שקל הרבה יותר ללמוד ולבצע לאחר שרואים אותם, מאשר מקריאת תיאור באורך עמוד. את הפרוצדורה ידגימו פלורנס, קלם, ויי-צ'יין וליסה, שכולם סטודנטים לתארים מתקדמים במעבדה שלי.קבע את תכולת המים של תמיסת הנוזל היוני המסונתז או שנרכש באמצעות תיטור קרל פישר (Karl Fischer) נפחי, בהתאם להוראות יצרן המטטר. הוסף מספר טיפות של הנוזל היוני למטטר באמצעות מזרק שנשקל מראש. הזן את משקל הנוזל שהתווסף למטטר והמתן עד שהמטטר יציג קריאה.תעד את תכולת המים. הפחת את תכולת המים לחמישה אחוזי משקל מתחת לתכולת המים הרצויה באמצעות מאדה סיבוב (rotary evaporator), ואשר את תכולת המים החדשה באמצעות טיטראציית Karl Fischer כפי שנעשה קודם לכן. השתמש ב-10 גרם של תמיסת נוזל יוני המכילה 20 אחוזי משקל מים וביחס של ביומסה לממ

pretreatment-of-lignocellulosic-biomass-with-low-cost-ionic-liquids

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

שיטה פשוטה, מהירה לקביעת פוטנציאל saccharification של מספר גדול של דגימות ביומסה הצמח מתואר. הפלטפורמה אוטומטיים לניתוח זה כרוך בהכנה של ביומסה הצמח לניתוח ב 96 צלחות היטב את הביצועים הבאים של הידרוליזה המקדים, וכימות של סוכרים שוחרר.

תפוקה גבוהה Saccharification Assay חומרים Lignocellulosic

ניתן לאסוף פסולת תעשייתית ולשנות אותה כדי לנתח צמיחה מיקרוביאלית. טכניקות מיצוי ליגנוצלולוז מספקות רכיבים לניתוח יכולת פירוק ביולוגית ספציפית. כרומטוגרפיית גז-ספקטרומטריית מסה מזהה תוצרי תסיסה של מיקרואורגניזמים הגדלים על פסולת עיסת. שיטות אלה קובעות את היכולת המטבולית של מיקרואורגניזמים לפרק פסולת עיסה.

שיטות להקלה על גידול חיידקים בזרמי פסולת של טחנות עיסת ואפיון פוטנציאל הפירוק הביולוגי של חיידקים מתורבתים

מבנה דופן התא של הצמח ותכונות הכימיה מוערכים כדי לזהות חומרי גלם אידיאליים לדלקים ביולוגיים וביו-חומרים. לשיטות סטנדרטיות יש מגבלות כאשר הן מיושמות על ערכות נתונים גדולות. שיטות טיפול מקדים בתפוקה גבוהה, סכריזציה של אנזימים וספקטרומטריית מסה של קרן פירוליזה-מולקולרית משוות מספר רב של דגימות ביומסה עם ירידה בזמן הניסוי ובעלות.

הקרנת תפוקה גבוהה של וריאציות סרבנות בlignocellulosic יומסה: סה&quot;כ ליגנין, מונומרים ליגנין, ואנזימתי שחרור סוכר

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של C5 סוכרים (xylose, אראבינוז) מ מתחדשת שאינם מיועדים לאכילה lignocellulosic ביומסה (קרי, יוטה) עם הנוכחות של Brønsted נוזלים יוניים חומצי (ביצים) כזרז במים. הזרז ביילס הציג כדאי קטליטי ביצועים יותר קונבנציונליים המינרל זרזים חומצה (H2אז4 ו- HCl).

שיטה לניתוח Pentosan נוכח יוטה ביומסה והמרה שלה לתוך מונומרים סוכר באמצעות נוזל חומצי יוניים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבצע הפקת אתנול ליגנין ממספר מקורות ביומסה. השפעת התנאים החילוץ על התשואה ליגנין ותוכן β-O-4 מוצגים. Depolymerization סלקטיבית מבוצעת על lignins שהושג להשיג מוצרים גבוהה מונומר ארומטי.

מיצוי של ליגנין עם תכולה גבוהה של β-O-4 על-ידי הפקת אתנול מתון והשפעתו על התשואה Depolymerization

OrganoCat היא שיטה לטיפול מראש ופירוק של ליגנוקולוז בתנאים קלים לתוך ליגנין, סוכרים מותססים, עיסת תאית. במערכת ממס ביוגנית, דו-פאזית של מים ו-2-מתיל-טרהידרופורן עם 2,5-furancarboxylic חומצה כזרז, מוצרי OrganoCat מופרדים במקום להתאוששות מוצר פשוטה.

שבר ביומסה ליגנוקולוסית באמצעות תהליך OrganoCat

טיפול מקדים מבוסס אוטקטי עמוק בסיוע מיקרוגל הוא תהליך ירוק, מהיר ויעיל לשברים ליגנוקלוסיים והתאוששות ליגנין בטוהר גבוה.

מיצוי ליגנין מהיר במיוחד משאריות ליגנוקלולוסיות ים תיכוניות יוצאות דופן

שיטות מפורטות מוצגות לייצור ביודיזל יחד עם שיתוף הבידוד של alkenones כמו קו-מכפלה חשובה מכל microalgae המסחרי Isochrysis.

פרוטוקול ניסויי עבור ייצור ביודיזל עם בידוד של Alkenones כמו קו-מכפלה מ מסחרי<em&gt; Isochrysis</em&gt; ביומסה אצות

אנו פיתח טחנה טיסה בעלות נמוכה וקטן, נבנה עם פריטים זמינים בדרך כלל, בשימוש בקלות ניסויים. באמצעות מערכת זו, מדדנו את יכולת הטיסה חיפושית אמברוזיה, ברווזן quercivorus.

מדידת היכולת טיסה של החיפושית אמברוזיה, ברווזן Quercivorus (Murayama), באמצעות בעלות נמוכה, קטנה, טיסה מתוכננת בקלות מיל

אמוניה התפשטות סיבים (AFEX) היא טכנולוגיה טרום טיפול כימי שיכול להמיר ליגנותאית ביומסה (למשל, תירס stover, קש אורז, ו קנה סוכר בגאסה) לתוך הזנה לעיכול מאוד עבור שני ביולוגי ובעלי חיים להאכיל יישומים. כאן, אנו מתארים שיטה בקנה מידה מעבדה לניהול טרום הטיפול AFEX על ביומסה lignoתאית.

אמוניה הרחבת סיבים (AFEX) טרום טיפול של ליגנותאית ביומסה

למדו שיטת טיפול מקדים בביומסה ליגנוצלולוזית באמצעות נוזלים יוניים בעלות נמוכה לבידוד תאית וליגנין טהורים. שיטה זו מסייעת לחוקרים בתחום הביורפינריה לייצור ביודלקים מתקדמים.

המקדים של ביומסה Lignocellulosic עם נוזלים יוניים בעלות נמוכה

גלה סרטונים נוספים