Name: Een nieuwe methode voor de analyse van de Pentosan aanwezig in Jute biomassa en de omzetting in suiker monomeren met zure Ionische vloeistof (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-01T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: Leer de omzetting van pentosan in jutebiomassa naar C5-suikers met behulp van Brønsted-zure ionische vloeistoffen. Deze methode biedt superieure katalytische prestaties vergeleken met traditionele minerale zuren.

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

Wij zouden graag willen bedanken het ministerie van wetenschap en technologie (MOST) van Taiwan (104-2628-E-002-008-MY3 105-2218-E-155-007; 105-2221-E-002-003-MY3; 105-2221-E-002-227-MY3; 105-2622-E-155-003-CC2) en het doel van het Project van de Universiteit van de Top op nationale Taiwan Universiteit (105R7706) voor de financiële steun. Wij zijn dankbaar aan de Wereldbank voor de gedeeltelijke financiering van dit werk door een subproject van hogeronderwijs kwaliteit Enhancement Project (HEQEP), volledige voorstel #2071. Dit werk was ook gedeeltelijk ondersteund door de Universiteit van Wollongong AIIM (goud financiering).

Verschillende chemicaliën die worden gebruikt in de voorstellende werk zijn giftig en kankerverwekkend. Gebruik alle passende veiligheidspraktijken bij het uitvoeren van de synthese van IL en biomassa verwerking.
1. bereiding van zure IL
<ol><li>7.625 mmol van 1,3-propaan Sulton toevoegen in een 50 mL ronde onderkant kolf en sluit de kolf of fles met een rubber tussenschot.</li>
	<li>Voeg 7.625 mmol van 1-methylimidazole in 7.625 mmol van 1,3 propaansulton langzaam (10 min) bij 0 ° C met een injectiespuit (1 mL).</li>
	<li>Na de volledige toevoeging van 1-methylimidazole en 1,3 propaansulton, voeg toe 15 mL droge tolueen en het mengsel gedurende 16 uur bij 120 ° C om de solide zwitterion terugvloeiing.</li>
	<li>Scheiden van de zwitterion van tolueen met behulp van filtratie en daarna wassen de zwitterion met 40 mL tolueen. Instellen voor het drogen van de zwitterion, de oventemperatuur tot 80 ° C. Zodra de oventemperatuur 80 ° C tot, houden van het monster in de oven gedurende 4 uur en gebruik vervolgens de gedroogde zwitterion in de volgende stap.</li>
	<li>Toevoegen van zwavelzuur in de maatkolf van de ronde onderkant met de zwitterion (gelijke mol zwitterion en zwavelzuur) met behulp van een 1.000 µL micropipet. Sluit de kolf met ronde bodem aan op een terugvloeikoeler. Verhit en roer het mengsel bij 110 ° C gedurende 12 h om de gewenste IL. Opmerking: De reactie tussen zwavelzuur en zwitterion wordt uitgevoerd zonder oplosmiddel.</li>
	<li>Na de synthese van zure IL, karakteriseren met behulp van 1H en 13C-NMR spectroscopie.</li>
</ol>2. Samenstellingvan Hammett zuurgraad (Ho)
<ol><li>Voeg 10 mg van de p- nitroaniline-indicator in een maatkolf van 1 L en voeg vervolgens gedestilleerd water te maken van een oplossing van 1 L. Schud de oplossing goed met de hand gedurende 2 minuten en laat de oplossing gedurende 1 uur te mengen van de p- nitroaniline in water (blanco-oplossing).</li>
	<li>Toevoegen van 1,59 mmol van H+ -ion van de zure katalysator (HCl/H2SO4/ zure IL) aan 50 mL p- nitroaniline indicatoroplossing hermetisch en schud de oplossing met de hand voor het mengen van (de oplossing van het monster). Opmerking alle zure katalysatoren gebruikt in het huidige werk (HCl, H2SO4en zure IL) individueel worden toegevoegd in de 50 mL indicatoroplossing (tabel 1) voor de bepaling van Hammett zuurgraad (Ho).</li>
	<li>Uitvoeren van de UV-meting van de blanco-oplossing (p- nitroaniline oplossing) en de oplossing van het monster (katalysatoren, bevattende p- nitroaniline oplossing) en bepaal de Amax van p- nitroaniline.</li>
	<li>Tenslotte berekenen de molaire concentraties van de unprotonated [I] en [IH+] geprotoneerd indicator oplossingen met behulp van de Amax-waarde van p- nitroaniline en monster oplossingen. Vervolgens berekent de Ho met behulp van onderstaande2 vergelijking <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57613/57613eq1.jpg">    Vergelijking 1 waar pK(I)aq is de pKeen van de p- nitroaniline indicator in water (pKa = 0.99), en [I] en [IH+] zijn de molaire concentratie van de unprotonated en geprotoneerd indicator oplossingen, respectievelijk.</li>
</ol>3. analyse van Jute biomassa
<ol><li>
Analyse van pentosan Opmerking: De jute biomassa is oven gedroogd bij 105 ° C gedurende 16 uur in de oven.<ol>
<li>Voeg 3 g van oven gedroogd jute biomassa in een 1 L ronde onderkant kolf, en vervolgens Voeg 100 mL van 3,85 N HCl-oplossing erin.</li>
		<li>Verbind de kolf met het destillatietoestel en start de roeren en verwarming zodat de oplossing begint te koken.</li>
		<li>Voeg 250 mL 3,85 N HCl ontkleuring met behulp van een trechter in de kolf van de ronde onderkant met de jute biomassa en de HCl-oplossing.</li>
		<li>Het handhaven van een constant volume (100 mL) in een kolf met ronde bodem tijdens de distillatie door toevoeging van 3,85 N zoutzuur ontkleuring.</li>
		<li>Het experiment beëindigen wanneer 220 mL destillaat wordt verzameld. Dan Verdun het verzamelde destillaat tot 500 mL met gedestilleerd water.</li>
		<li>Het monster met behulp van UV-zichtbaar spectrometer analyseren en registreren de absorptie bij 280 nm.</li>
		<li>Bepaal de Pentosan % volgens de volgende formule met behulp van de absorptie en verdunning waarde: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57613/57613eq2.jpg">    Vergelijking 2 Opmerking: Deze methode heet de Technical Association van de Pulp en papier industrie (TAPPI) methode voor pentosan analyse9,19. Herhaal het experiment twee tot drie keer en nemen de gemiddelde waarde van pentosan %. Eventueel verdunnen het verzamelde destillaat te krijgen van de extinctie aan de optimale limiet.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Analyse van lignine Opmerking: Verwijder het vocht aanwezig in de jute biomassa alvorens het te gebruiken voor analyse van de lignine. Houd de jute biomassa in een oven bij 105 ° C voor 16 h om vocht te verwijderen.<ol>
<li>Voegt 1 g van jute biomassa toe in een 50 mL flacon, en vervolgens 15 mL van 72 wt% H2dus4 in de flacon met jute biomassa. Roer het mengsel een warmhoudplaat met roeren faciliteit bij 30 ° C gedurende 2 uur.</li>
		<li>Voeg 150 mL gedestilleerd water in een 1 L ronde onderkant kolf en het verteerd biomassa monster (aanwezig in het flesje) overbrengen in de kolf.</li>
		<li>Wassen van de flacon met 195 mL water en breng de gewassen vloeistof in een 1 L ronde onderkant kolf met verteerd biomassa.</li>
		<li>De oplossing voor 4 h terugvloeiing en vervolgens de kolf met ronde bodem tot kamertemperatuur afkoelen. Wacht 12 h voor de onoplosbare lignine en as neer te regelen.</li>
		<li>Filtreer de oplossing met behulp van een filterkroes G2 te verkrijgen de onoplosbare lignine met ash. Daarna wassen de onoplosbare solid met 150 mL warm water te maken zuurvrij.</li>
		<li>Droog de solid (lignine + ash) bij 60 ° C gedurende 16 uur in de oven en verder droog het 105 ° C gedurende 1 uur in de oven.</li>
		<li>Houden van het monster in de exsiccator en neem het gewicht bij het monster wordt gekoeld. De lignine verkregen in dit stadium bevat ash en vandaar ongecorrigeerd lignine heet.</li>
		<li>De ash-correctie uitvoeren door verwarming van het verkregen monster bij 650 ° C gedurende 5 uur in aanwezigheid van lucht. Bepaal de ash-correctie met behulp van de onderstaande formule: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57613/57613eq3.jpg">    Vergelijking 3
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. omzetting van Pentosan uit Jute biomassa in suikers
<ol><li>Voeg 2 g van oven gedroogd jute biomassa een hoge druk en hoge temperatuur batch reactor (160 mL Parr reactor). Voeg 60 mL water samen met 0,24 g zure IL en verhogen de temperatuur tot 160 ° C.</li>
	<li>Zet de opzwepende snelheid naar 200 rpm terwijl de reactor is verwarming tot 160 ° C. Zodra de temperatuur 160 ° C wordt bereikt, de opzwepende snelheid verhogen tot 600 rpm.</li>
	<li>Blijven de reactie voor 1 h. Vervolgens dalen de opzwepende snelheid tot 200 tpm en stop dan het verwarmen.</li>
	<li>Toestaan dat de reactor om af te koelen tot kamertemperatuur. Stop de roeren, opent u de reactor en de vaste stof scheiden van het reactiemengsel. Het uitvoeren van de analyse van reactiemengsel met behulp van HPLC.</li>
</ol>

<ol><li>Demirbaş, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890400001370">Biomass resource facilities and biomass conversion processing for fuels and chemicals.</a> Energy Convers. Manage. 42 (11), 1357-1378 (2001).</li>
<li>Matsagar, B. M., Dhepe, P. L. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cy/c4cy01047g">Brönsted acidic ionic liquid-catalyzed conversion of hemicellulose into sugars.</a> Catal. Sci. Technol. 5 (1), 531-539 (2015).</li>
<li>Matsagar, B. M., Dhepe, P. L. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/nj/c7nj00342k">Effects of cations, anions and H+ concentration of acidic ionic liquids on the valorization of polysaccharides into furfural.</a> New J Chem. 41 (14), 6137-6144 (2017).</li>
<li>Food and Agriculture Organization of the United Nations. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E">http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E</a> (2014).</li>
<li>Costa Lopes, A. M., Morais, A. R. C., Łukasik, R. M. Sustainable Catalytic Strategies for C5-Sugars and Biomass Hemicellulose Conversion Towards Furfural Production. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCosta+Lopes%2C+AM+%22Production+of+Platform+Chemicals+from+Sustainable+Resources%22">Production of Platform Chemicals from Sustainable Resources</a>. , Springer Singapore. 45-80 (2017).</li>
<li>Matsagar, B. M., Munshi, M. K., Kelkar, A. A., Dhepe, P. L. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cy/c5cy00858a">Conversion of concentrated sugar solutions into 5-hydroxymethyl furfural and furfural using Bronsted acidic ionic liquids.</a> Catal. Sci. Technol. 5 (12), 5086-5090 (2015).</li>
<li>Gürbüz, E. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+of+Hemicellulose+into+Furfural+Using+Solid+Acid+Catalysts+in+%CE%B3-Valerolactone%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Conversion of Hemicellulose into Furfural Using Solid Acid Catalysts in γ-Valerolactone.</a> Angew Chem Int Ed. 52 (4), 1270-1274 (2013).</li>
<li>Filiciotto, L., Balu, A. M., Van der Waal, J. C., Luque, R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920586117301311">Catalytic insights into the production of biomass-derived side products methyl levulinate, furfural and humins.</a> Catal Today. 302, 2-15 (2017).</li>
<li>Matsagar, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Production+of+Furfural+in+One-pot+Fashion+from+Raw+Biomass+Using+Br%C3%B8nsted+Acidic+Ionic+Liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Direct Production of Furfural in One-pot Fashion from Raw Biomass Using Brønsted Acidic Ionic Liquids.</a> Sci. Rep. 7 (1), 13508(2017).</li>
<li>Gschwend, F. J. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pretreatment+of+Lignocellulosic+Biomass+with+Low-cost+Ionic+Liquids%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids.</a> J Vis Exp. (114), e54246(2016).</li>
<li>Xu, F., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ee/c5ee02940f">Transforming biomass conversion with ionic liquids: process intensification and the development of a high-gravity, one-pot process for the production of cellulosic ethanol.</a> Energy Environ. Sci. 9 (3), 1042-1049 (2016).</li>
<li>Sun, J., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/gc/c7gc01179b">One-pot integrated biofuel production using low-cost biocompatible protic ionic liquids.</a> Green Chem. 19 (13), 3152-3163 (2017).</li>
<li>Nguyen, C. V., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920586116301912">Combined treatments for producing 5-hydroxymethylfurfural (HMF) from lignocellulosic biomass.</a> Catal Today. 278 (Part 2), 344-349 (2016).</li>
<li>Yan, N., Yuan, Y., Dykeman, R., Kou, Y., Dyson, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrodeoxygenation+of+Lignin-Derived+Phenols+into+Alkanes+by+Using+Nanoparticle+Catalysts+Combined+with+Br%C3%B8nsted+Acidic+Ionic+Liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Hydrodeoxygenation of Lignin-Derived Phenols into Alkanes by Using Nanoparticle Catalysts Combined with Brønsted Acidic Ionic Liquids.</a> Angew Chem Int Ed. 49 (32), 5549-5553 (2010).</li>
<li>Weerachanchai, P., Lee, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recyclability+of+an+ionic+liquid+for+biomass+pretreatment%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">Recyclability of an ionic liquid for biomass pretreatment.</a> Bioresour. Technol. 169 (Supplement C), 336-343 (2014).</li>
<li>Shill, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ionic+liquid+pretreatment+of+cellulosic+biomass%3A+Enzymatic+hydrolysis+and+ionic+liquid+recycle%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Ionic liquid pretreatment of cellulosic biomass: Enzymatic hydrolysis and ionic liquid recycle.</a> Biotechnol Bioeng. 108 (3), 511-520 (2011).</li>
<li>Tadesse, H., Luque, R. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/ee/c0ee00667j">Advances on biomass pretreatment using ionic liquids: An overview.</a> Energy Environ. Sci. 4 (10), 3913-3929 (2011).</li>
<li>Agirrezabal-Telleria, I., Gandarias, I., Arias, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+furfural+from+pentosan-rich+biomass%3A+Analysis+of+process+parameters+during+simultaneous+furfural+stripping%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Technol%22%5BJournal%5D)">Production of furfural from pentosan-rich biomass: Analysis of process parameters during simultaneous furfural stripping.</a> Bioresour. Technol. 143 (Supplement C), 258-264 (2013).</li>
<li>Yingying, L., et al. <a target="_blank" href="http://ojs.cnr.ncsu.edu/index.php/BioRes/article/view/BioRes_11_3_6801_Liu_Improved_Method_Pentosans_Pulps_Spectroscopy">An Improved Method for Determination of Pentosans in Pulps using Dual-Wavelength Spectroscopy.</a> BioResources. 11 (3), 6801-6807 (2016).</li>
<li>Kumar, A. K., Sharma, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+updates+on+different+methods+of+pretreatment+of+lignocellulosic+feedstocks%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour.+Bioprocess%22%5BJournal%5D)">Recent updates on different methods of pretreatment of lignocellulosic feedstocks: a review.</a> Bioresour. Bioprocess. 4 (1), 7(2017).</li>
<li>Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., Stroeve, P. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie801542g">Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 48 (8), 3713-3729 (2009).</li>
</ol>

Wij hebben niets te onthullen.

De pentosan presenteren in jute biomassa omzetten in C5 suiker monomeren is aangetoond door middel van verschillende homogene Brønsted zure katalysatoren zoals H2SO4, HCl, en zure IL. Bovendien werd het katalytische resultaat van de zure IL vergeleken met de IL zonder zuren (1-butyl-3-methylimidazolium chloride). Alle reacties werden uitgevoerd in een autoclaaf Parr op 160 ° C in water. Het gebruik van zure IL toonde de hoogste conversie van de pentosan in vergelijking met homogene zuren in dit werk...

Biomassa heeft een groot potentieel als een hernieuwbare energie en chemische bron omdat het duurzame, goedkope en gelijkelijk verdeeld in tegenstelling tot fossiele bronnen, waardoor het een van de veelbelovende kandidaten ter vervanging van fossiele grondstoffen. De geschatte productie van lignocellulose biomassa is 146 miljard ton per jaar1. De lignocellulose biomassa bestaat voornamelijk uit hemicellulose, lignine en cellulose als de drie belangrijkste onderdelen daarvan. Lignine is een aromatische polymeer gemaakt van Fenylpropanoïde eenheden; aan de andere kant, zijn cellulose en hemicellulose de polysacharide onderdelen van lignocellulose biomassa. Cellulose bestaat uit glucose eenheden verbonden door β(1→4) glycosidic koppeling, overwegende dat hemicellulose is opgebouwd uit suikers van de C5, C6 suikers en suiker zuren met elkaar verbonden door β (1→4), β (1→3) en β (1→6)-glycosidebindingen2,3. Samen met verschillende lignocellulose biomassa (bagasse rijst kroonkafje, tarwestro, enz.), wordt ook de jute lignocellulose biomassa geproduceerd in zeer grote hoeveelheden (ca. 98% in 2014) in Azië in vergelijking met de totale jute productie in de wereld. India produceert 1.96 x 106 ton van jute biomassa terwijl Bangladesh 1.34 x 106 ton van jute biomassa ten opzichte van de totale productie van jute biomassa in de wereld (3.39 x 106 ton) in 20144 produceert. Het gebruik van deze niet-eetbare biomassa zal niet geschil van voedselvraag. Daarom is het gunstig om het te gebruiken als een voorraad voor de synthese van een scala aan toegevoegde waarde chemicaliën (xylose, arabinose, furfural, 5-aan hydroxymethylfurfural (HMF), enz.). Volgens het Amerikaanse ministerie van energie, worden furfural en HMF beschouwd als sommige van de top 30 bouwsteen chemische stoffen afgeleid van biomassa5. Furfural is verkregen uit xylose of rechtstreeks uit hemicellulose en kan worden geconverteerd naar vele belangrijke chemicaliën. Furfurylalcohol, methyl furan en tetrahydrofuraan zijn belangrijke chemicaliën furfural6verkregen. Vandaar, omzetting van lignocellulose biomassa zoals jute biomassa in C5-suikers en andere belangrijke chemische stoffen is een belangrijk onderwerp.
Veel verslagen zijn beschikbaar op de verschillende katalytische methoden voor het omzetten van lignocellulose biomassa in waarde toegevoegd chemicaliën. De minerale zuren (HCl en H2SO4) en heterogene katalysatoren (Amberlyst, HMOR, HUSY, SAPO-44, enz.) aanzienlijk werden gebruikt voor de omzetting van hemicellulose en lignocellulose biomassa in suikers (pentose en hexose suikers) en furanen (furfural en HMF)7,8. De herbruikbaarheid en corrosiviteit anorganisch zuur is een groot probleem. Echter, met de stevige zure katalysator, hogere temperatuur en druk zijn vereist omdat de reactie treedt op aan de oppervlakte van de katalysator. Om deze problemen te overwinnen, zijn ILs onlangs gemeld voor de valorisatie van biomassa als een katalysator of oplosmiddel9,10,11,12,13,14. Het gebruik van IL als oplosmiddel is niet een betere methode vanwege de hogere kosten en de lagere dampdruk van ILs waarmee problemen in product scheiding. Daarom is het noodzakelijk gebruik van recycleerbare IL als katalysator (in kleine hoeveelheden) in een oplosmiddel watersysteem voor de conversie van de biomassa naar toegevoegde waarde chemicaliën.
Hier presenteren we een methode om met behulp van 1-methyl-3-(3-sulfopropyl) imidazolium waterstof sulfaat zure IL als de katalysator voor de rechtstreekse omzetting van pentosan in jute biomassa aanwezig in suiker monomeren zonder enige voorbehandeling. Algemeen, ILs worden gemeld voor de voorbehandeling van lignocellulose biomassa10,15,16,17 , terwijl de zeer grote hoeveelheid ILs wordt gebruikt voor de voorbehandeling van biomassa. Vandaar, is het altijd voordelig IL gebruiken als de katalysator en omzetten van lignocellulose biomassa in chemicaliën zonder extra behandeling. Bovendien, in het huidige werk, de concentratie van de lignine gepresenteerd in jute biomassa wordt berekend met behulp van de Klason methode die kan worden omgezet in verschillende aromatische monomeren18.

<table><tbody><tr><td>1-Methylimidazole</td><td>Sigma Aldrich</td><td>M50834</td><td></td></tr><tr><td>1,3-Propaansulton</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P50706</td><td>Vochtgevoelig</td></tr><tr><td>p-nitroaniline</td><td>Sigma Aldrich</td><td>185310</td><td></td></tr><tr><td>Tolueen</td><td>J. T. Baker</td><td>9460-03</td><td></td></tr><tr><td>Zwavelzuur</td><td>Honeywell-Fluka</td><td>30743</td><td>Zeer corrosief</td></tr><tr><td>Zoutzuur</td><td>Honeywell-Fluka</td><td>30719</td><td>Zeer corrosief</td></tr><tr><td>1-butyl-3-methylimidazoliumchloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>900856</td><td>Zeer hygroscopisch</td></tr><tr><td>D(+)-Xylose</td><td>Acros Organics</td><td>141001000</td><td></td></tr><tr><td>L(+)-Arabinose</td><td>Acros Organics</td><td>104981000</td><td></td></tr><tr><td>UV-spectrometer</td><td>JASCO</td><td>V-670</td><td></td></tr><tr><td>Parr reactor</td><td>Parr USA</td><td>Seriese 4560</td><td></td></tr><tr><td>Parr reactorcontroller</td><td>Parr USA</td><td>Seriese 4848</td><td></td></tr><tr><td>Hogedruk vloeistofchromatografie (HPLC)</td><td>JASCO</td><td>Seriese LC-2000</td><td></td></tr><tr><td>Digitale hotplate roerder</td><td>Thermo Scientific</td><td>SP142020-33Q Cimarec</td><td></td></tr><tr><td>Ovenoven</td><td>Thermal Scientific</td><td>FB1400 Thermolyne blast ovenoven</td><td></td></tr></tbody></table>

een nieuwe methode voor de analyse van de pentosan aanwezig in jute biomassa en de omzetting in suiker monomeren met zure ionische vloeistof

A Novel Method for the Pentosan Analysis Present in Jute Biomass and Its Conversion into Sugar Monomers Using Acidic Ionic Liquid

Onlangs, Ionische vloeistoffen (ILs) worden gebruikt voor biomassa valorisatie in waardevolle chemicaliën vanwege hun opmerkelijke eigenschappen zoals thermische stabiliteit, lagere dampdruk, niet-ontvlambaarheid, hogere warmtecapaciteit, en afstembare oplosbaarheid en zuren. Hier tonen we een methode voor de synthese van C5-suikers (xylose en arabinose) van de pentosan aanwezig in jute biomassa in een één-pot-proces met behulp van een katalytische hoeveelheid Brønsted-zuur 1-methyl-3-(3-sulfopropyl)-imidazolium waterstof sulfaat IL. De zure IL wordt gesynthetiseerd in het lab en gekenmerkt met behulp van NMR spectroscopische technieken voor het begrip van de zuiverheid. De verschillende eigenschappen van BORGTOCHT worden gemeten zoals zure sterkte, thermische en hydrothermale stabiliteit, waaruit bleek dat de katalysator stabiel bij een hogere temperatuur (250 ° C is) en beschikt over zeer hoge zuur sterkte (Ho 1,57). De zure IL zet meer dan 90% van de pentosan in suikers en furfural. De presentatie methode in deze studie kan dus ook worden gebruikt voor de beoordeling van de concentratie van de pentosan in andere soorten lignocellulose biomassa.

De exacte hoeveelheid pentosan en lignine hersteld van de biomassa hangt af van het type van lignocellulose biomassa. Vergelijkbare soorten lignocellulose biomassa verzameld vanop verschillende plaatsen hebben verschillende concentratie van pentosan en lignine. De jute biomassa gebruikt in deze studie bevat 20 wt% pentosan en 14 wt% lignine.
Figuur 1 geeft een vergelijking van de k...

We presenteren een protocol voor de synthese van C5-suikers (xylose en arabinose) uit een hernieuwbare niet-eetbare lignocellulose biomassa (d.w.z., jute) met de aanwezigheid van Brønsted-zuur, Ionische vloeistoffen (BAILs) als de katalysator in water. De katalysator BAILs tentoongesteld beter katalytische prestaties dan conventionele minerale zure katalysatoren (H2SO4 en HCl).

Een nieuwe methode voor de analyse van de Pentosan aanwezig in Jute biomassa en de omzetting in suiker monomeren met zure Ionische vloeistof

Recently, ionic liquids (ILs) are used for biomass valorization into valuable chemicals because of their remarkable properties such as thermal stability, ...

Het algemene doel van deze nieuwe methode is om pentosan, aanwezig in jutebiomassa, om te zetten in C5-suikers met behulp van zure ionische vloeistoffen.Deze methode kan ook worden gebruikt voor de bepaling van pentosanconcentraties in jutebiomassa.Deze maatregel maakt de synthese van C5-suikers mogelijk uit verschillende lage biomassa in acerische media met behulp van een katalytische hoeveelheid zure ionische vloeistof.Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de zure ionische vloeistof die wordt gebruikt voor de omzetting van jutebiomassa beter presteert in vergelijking met minerale zuren.Neem eerst 7,625 millimol 1,3-propaansulton in een gekoelde ronde bodemkolf van 50 milliliter en sluit de kolf af met een rubberen septum.Voeg met behulp van een spuit van één milliliter langzaam 7,625 mol 1-methylimidazool toe aan de kolf gedurende 10 minuten bij nul graden Celsius.Voor de succesvolle synthese van deze zure ionische vloeistof moet de toevoeging van 1,3-propaansulton en 1-methylimidazool zeer langzaam plaatsvinden bij nul graden Celsius.Voeg vervolgens 15 milliliter droog tolueen toe aan het reactiemengsel.Na het verwijderen van het ijswaterbad, refluxt u het reactiemengsel gedurende 16 uur bij 120 graden Celsius om het vaste zwitterion te verkrijgen.Nadat de reactie is voltooid, scheidt u het zwitterion van tolueen door middel van vacuümfiltratie.Was vervolgens het zwitterion met 40 milliliter tolueen.Stel de temperatuur van een oven in op 80 graden Celsius om het zwitterion te drogen.Zodra de gewenste temperatuur is bereikt, brengt u het zwitterion over naar een petrischaal en plaatst u het in de oven om vier uur te drogen.Na het drogen brengt u het gedroogde zwitterion over naar een ronde bodemkolf en voegt u zwavelzuur toe met behulp van een micropipet van 1.000 microliter.Verbind de ronde bodemkolf met een refluxcondensor.Verwarm vervolgens het mengsel onder roeren gedurende 12 uur bij 110 graden Celsius om de gewenste ionische vloeistof te verkrijgen.Om een liter blanco oplossing te bereiden, voegt u 10 milligram van de para-nitroaniline-indicator en gedistilleerd water toe aan een volumetrische kolf van 1 liter.Schud de oplossing gedurende twee minuten grondig en laat het een uur staan om de para-nitroaniline volledig in water te mengen.Voor het bereiden van de monsteroplossing voegt u 1,59 millimol H+-ion van de zuurkatalysator toe aan 50 milliliter para-nitroaniline-indicatoroplossing en schudt u het mengsel grondig gedurende twee minuten.Voer nu een UV-meting uit van de blanco- en monsteroplossingen en bepaal de maximale absorptie van para-nitroaniline.Voeg een gram gedroogde jutebiomassa en 15 milliliter 72 gewichtspercent zwavelzuur toe aan een 50 milliliter-vial.Roer het mengsel op een hotplate bij 30 graden Celsius gedurende twee uur.Voeg vervolgens 150 milliliter gedistilleerd water toe aan een ronde bodemkolf van één liter en breng het verteerde biomassamonster over naar de kolf.Was de vial met 195 milliliter water en breng het water over naar de kolf met het verteerde biomassa.Reflux de oplossing gedurende vier uur.Koel vervolgens de ronde bodemkolf af tot kamertemperatuur.Na 12 uur filtert u de oplossing met behulp van een G2-smeltkroes om het onoplosbare lignine en as te verkrijgen.Was het onoplosbare vaste stof met 150 milliliter heet water om het zuurvrij te maken.Droog het lignine en de as in de oven bij 60 graden Celsius gedurende 16 uur en breng het vaste stof over naar een petrischaal en droog verder in de oven bij 105 graden Celsius gedurende één uur.Na het drogen plaatst u het monster in een droogkast om af te koelen.Weeg vervolgens het afgekoelde monster.Voer nu de ascorrectie uit door het monster gedurende vijf uur te verhitten tot 650 graden Celsius in aanwezigheid van lucht.Bepaal de ascorrectie met behulp van de juiste formule.Voeg twee gram ovengedroogde jutebiomassa toe aan een batchreactor met hoge druk en hoge temperatuur, zoals een parreactor van 160 milliliter.Voeg 60 milliliter water en 24 gram zure ionische vloeistof toe.Sluit vervolgens de reactor en verhoog de temperatuur tot 160 graden Celsius.Stel de roersnelheid in op 200 RPM terwijl de reactor opwarmt tot 160 graden Celsius.Zodra de gewenste temperatuur is bereikt, verhoogt u de roersnelheid tot 600 RPM.Na één uur verlaagt u de roersnelheid tot 200 RPM en stopt u met verwarmen.Zodra de reactor is afgekoeld tot kamertemperatuur, stopt u met roeren en opent u de reactor.Scheid het vaste stof van het reactiemengsel en analyseer vervolgens het reactiemengsel met behulp van HPLC.Vergelijking van de katalytische activiteit van minerale zuren en zure ionische vloeistof voor de omzetting van jutebiomassa in C5-suiker wordt hier getoond.De katalytische activiteit wordt verder vergeleken met een ionische vloeistof zonder enige Br

a-novel-method-for-pentosan-analysis-present-jute-biomass-its

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Plantaardige biomassa is een belangrijke koolstof-neutrale hernieuwbare grondstof die gebruikt kunnen worden voor de productie van biobrandstoffen. Plantaardige biomassa bestaat voornamelijk uit celwanden, een structureel complex composietmateriaal genoemd lignocellulose. Hier beschrijven we een protocol voor een uitgebreide analyse van de inhoud en de samenstelling van de muur afgeleid koolhydraten.

Uitgebreide analyse van de samenstelling van de celwanden (lignocellulose biomassa) Deel II: Koolhydraten

Een eenvoudige, snelle methode voor het bepalen van de versuikering potentieel van grote aantallen van plantaardige biomassa monsters is beschreven. De geautomatiseerde platform voor deze analyse heeft betrekking op de voorbereiding van de plantaardige biomassa voor analyse in platen met 96 putjes en de daaropvolgende prestaties van de voorbehandeling, hydrolyse en kwantificering van de vrijgekomen suikers.

High-throughput versuikering test voor Lignocellulose Materialen

Een dubbelstrengs RNA interferentie (dsRNAi) techniek wordt toegepast om down-reguleren van de maïs cinnamoyl co-enzym A-reductase (ZmCCR1) gen tot lagere planten ligninegehalte. Lignine down-regulatie van de celwand wordt gevisualiseerd door microscopische analyses en gekwantificeerd door de Klason methode. Compositionele veranderingen in hemicellulose en cellulose geanalyseerd.

Lignine Neerregeling van<em&gt; Zea mays</em&gt; Via dsRNAi en Klason Lignine Analyse

De structuur en chemische eigenschappen van de plantencelmuur worden geëvalueerd om ideale grondstoffen voor biobrandstoffen en biomaterialen te identificeren. Standaardmethoden hebben beperkingen wanneer ze worden toegepast op grote datasets. Deze hoogdoorvoerpre-behandelings-, enzym-saccharificatie- en pyrolyse-moleculaire bundel massaspectrometrie-methoden vergelijken een groot aantal biomassamonsters met verminderde experimentele tijd en kosten.

High-throughput screening van weerspannigheid Variaties in lignocellulose: Total Lignine, Lignine monomeren, en enzymatische Sugar release

De voorbehandeling van lignocellulose biomassa met protische goedkope ionische vloeistoffen wordt getoond, wat resulteert in een delignificeerde, celluloserijke pulp en een gezuiverde lignine. De pulp geeft aanleiding tot hoge glucoseopbrengsten na enzymatische saccharificatie.

Voorbehandeling van lignocellulose met Low-cost ionische vloeistoffen

Een protocol voor de structurele analyse van polysacchariden door elektroforese van het gel (PACE), met behulp van mannan als voorbeeld is beschreven.

Structurele karakterisering van Mannan celwand polysacchariden in installaties die gebruikmaken van tempo

Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van ethanol extractie van lignine uit verschillende bronnen van biomassa. Het effect van de extractie-voorwaarden op de opbrengst van de lignine en β-O-4 inhoud worden gepresenteerd. Selectieve depolymerization wordt uitgevoerd op de verkregen Ligninen verkrijgen van hoge aromatische monomeer producten.

Extractie van lignine met een hoog gehalte van de β-O-4 door milde Ethanol extractie en het Effect daarvan op het rendement van de Depolymerization

OrganoCat is een methode voor de voorbehandeling en fractionering van lignocellulose onder milde omstandigheden tot lignine, fermenteerbare suikers en cellulosepulp. In een bigene, bifasische oplosmiddelensysteem van water en 2-methyltetrahydrofuraan met 2,5-furancarbonzuur als katalysator, worden de OrganoCat-producten in situ gescheiden voor eenvoudige productterugwinning.

Fractionering van lignocellulosische biomassa met behulp van het OrganoCat-proces

Diepe eutectische oplosmiddel-gebaseerde, microgolf-ondersteunde voorbehandeling is een groen, snel en efficiënt proces voor lignocellulosische fractionering en hoogzuiver lignine herstel.

Ultrasnelle lignineextractie uit ongewone mediterrane lignocellulosische residuen

31 P NMR is een krachtig hulpmiddel voor de structurele opheldering van polyfenolen. Deze snelle, eenvoudige, nauwkeurige, kwantitatieve en zeer reproduceerbare analyseprocedure, die de kwantificering en differentiatie van de verschillende soorten hydroxy-, fenol- en carbonlgroepen in lignines en tannines mogelijk maakt, is nu een routinematig analytisch hulpmiddel geworden.

Kwantitatieve 31P NMR-analyse van lignines en tannines

We beschrijven nieuwe, eenvoudige methodologieën voor synthese en karakterisering van biocompatibele lignine micro- en submicrondeeltjes. Deze formuleringen bieden een gemakkelijke benadering voor het gebruik van het heteropolymeer, evenals een alternatief voor het rationele ontwerp van multifunctionele draagmatrices met potentiële toepasbaarheid in de biogeneeskunde, farmaceutische technologie en de voedingsindustrie.

Groene synthese, karakterisering, inkapseling en meting van het afgiftepotentieel van nieuwe alkali lignine micro-/submicron deeltjes

Leer de omzetting van pentosan in jutebiomassa naar C5-suikers met behulp van Brønsted-zure ionische vloeistoffen. Deze methode biedt superieure katalytische prestaties vergeleken met traditionele minerale zuren.

Een nieuwe methode voor de analyse van de Pentosan aanwezig in Jute biomassa en de omzetting in suiker monomeren met zure Ionische vloeistof (Video) | JoVE Journal

Een nieuwe methode voor de analyse van de Pentosan aanwezig in Jute biomassa en de omzetting in suiker monomeren met zure Ionische vloeistof

Meer video's verkennen