Extração de Lignina ultrarrápida de resíduos lignocelúsicos incomuns do Mediterrâneo

O objetivo do nosso protocolo é fracionar a biomassa e extrair lignina em um único passo. Usando este método, a lignina pode ser recuperada por simples filtragem após o tratamento sem ajuste de pH, mas simplesmente adicionando água destilada. O foco deste estudo é avaliar o efeito deste tratamento combinado de fracionamento de matérias-primas, sua influência na pureza e rendimento da lignina, e seu efeito sobre os pesos moleculares e grupos químicos funcionais na lignina extraída.

O processo de micro-ondas de solução eutética profunda é uma tecnologia de ultra rápida, eficiente e competitiva de custo para fracionamento de biomassa lignocelulósica e recuperação de lignina com alta pureza. Prepare a solução eutética profunda em um frasco de fundo redondo de 500 mililitros, conforme descrito no manuscrito do texto. Em seguida, coloque cinco gramas de matéria-prima, 50 mililitros de solução eutectica profunda, e uma barra de agitação em um micro-ondas em um reator de politetrafluoroetileno fechado.

Feche o recipiente de micro-ondas com uma tampa apropriada e anexe uma tampa de temperatura. Coloque-o na borda do toca-discos, garantindo que ele esteja constantemente agitado e execute o micro-ondas por um minuto. Usando luvas adequadas, tire o recipiente do micro-ondas e deixe a mistura esfriar.

Prepare uma solução anti-solvente homogênea e adicione 50 mililitros desta solução à matéria-prima tratada. Centrifugar a mistura por cinco minutos a 3.000 vezes G.Filtre o supernasciente usando um cadinho de filtro de vidro. Colete o resíduo restante de celulose e lave-o adicionando 25 mililitros de solução anti-solvente e centrifugação.

Adicione a fração filtrada rica em lignina e as lavagens filtradas a um frasco de fundo redondo de 500 mililitros. Evaporar o etanol usando um evaporador rotativo a 50 graus Celsius e 110 milibar. Em seguida, adicione 150 mililitros de água deionizada ao licor concentrado.

Precipitar a lignina por centrifugação. Colete a lignina como uma pelota e lave-a quatro vezes com 25 mililitros de água destilada. Em seguida, lyophilize a lignina ou seque-a em um forno a 40 graus Celsius.

Coloque o cadinho do filtro em um forno de abafa a 550 graus Celsius por quatro horas. Quando o forno esfriar a 150 graus Celsius, retire o cadinho e coloque-o em um desiccador para esfriar. Então pese- o.

Adicione aproximadamente 30 miligramas de lignina em um tubo de vidro borossilicato. Em seguida, adicione um mililitro de 72% sulfúrico à amostra e coloque-o em um banho de 30 graus Celsius por 60 minutos. Remova a amostra e transfira para uma garrafa de vidro de 100 mililitros.

Em seguida, adicione 28 mililitros de água destilada para diluir o ácido a uma concentração de 4% Coloque a garrafa de vidro em uma autoclave a 121 graus Celsius por 60 minutos. Em seguida, remova a garrafa da autoclave e deixe esfriar. Para analisar a lignina ácida insolúvel, filtrar o hidrolise usando um cadinho sob vácuo e coletar os sólidos restantes na garrafa de vidro com água deionizada.

Seque o cadinho contendo os sólidos colocando-o em um forno a 105 graus Celsius por 16 horas. Em seguida, esfrie-o em um desiccador e pese a amostra. Coloque o cadinho em um forno de abafa a 550 graus Celsius por quatro horas.

Pesar a amostra depois de secá-la em um desiccator. Para análise da lignina solúvel ácida, meça a absorção do filtrado hidrolicado com um espectotómetro a 205 nanômetros usando cuvetas de quartzo. Para analisar a função química da lignina extraída, processe o único canal de fundo sem amostra.

Em seguida, ajuste os parâmetros e coloque um miligrama da amostra no cristal. Pressione a amostra de canal único e processe o espectro obtido. Para determinar o peso molecular da lignina extraída, dissolva três miligramas da amostra de lignina em três mililitros de DMF com cloreto de lítio de 0,5%.

Coloque a lignina dissolvida em um frasco e instale a coluna procedida por uma coluna de guarda. Injete a amostra em um sistema ultravioleta de cromatografia líquida de alto desempenho. Após analisar os dados, calcule o peso molecular da lignina extraída conforme descrito no manuscrito do texto.

Pesar uma amostra de 50 miligramas de lignina em um tubo de vidro borossilicato e adicionar três mililitros de um ácido sulfúrico molar. Em seguida, aqueça a mistura por três horas a 100 graus Celsius e esfrie-a. Adicione um mililitro de 15 hidróxido de amônio molar e verifique o pH para garantir que ele seja neutro ou alcalino.

Adicione um mililitro de 2-desoxicosse a cada amostra como padrão interno. Em seguida, adicione 400 microliters desta solução em tubos especiais contendo 400 microliters de solução mista. Adicione dois mililitros de solução de enxofre de dimetil de boroidido de sódio.

Feche os tubos e incubar por 90 minutos a 40 graus Celsius em um banho de água. Remova os tubos do banho de água e adicione 0,6 mililitros de ácido acético glacial, 0,4 mililitros de 1-metilimidazol e aproximadamente quatro mililitros de anidrido acético. Após 15 minutos, adicione 10 mililitros de água destilada. Fresco.

E adicione aproximadamente três mililitros de diclorometano. Após duas horas, colete aproximadamente um mililitro da fase orgânica inferior e injete-o em um cromatógrafo gasoso equipado com uma coluna capilar do detector de ionização de chamas. O rendimento da lignina obtido com solução eutectica profunda um ácido oxálico foi inferior aos rendimentos obtidos com solução eutética profunda dois ácido láctico e solução eutética profunda três ureia.

A pureza da lignina excedeu 70% para os três pré-tratamentos da biomassa, com exceção da solução eutectica profunda três pré-tratamento de ureia de folhas alfa, aegagropila e conchas de amêndoas, o que deu uma pureza de lignina de 65%A maior pureza ninlig excedeu 90% Foi obtida com a solução eutectica profunda um tratamento. Os dados de pureza e rendimento da lignina foram submetidos à análise dos componentes principais, que mostraram que a solução eutética profunda um tratamento estava positivamente correlacionada com a pureza da lignina e confirmou-a como a lignina mais pura com o menor rendimento. O teor de açúcar na lignina extraído utilizando solução eutectica profunda três foi o mais alto e seguido pelo obtido a partir de soluções dois e um.

Da mesma forma, o teor de nitrogênio da solução eutectica profunda um extrato de lignina foi menor do que o obtido a partir das soluções dois e três. O tipo de açúcares na lignina extraída também foi caracterizado, representando D-xilose e D-glicose como os monossacarídeos mais abundantes. Os grupos funcionais químicos presentes nos lignans extraídos foram investigados pela espectroscopia FTIR.

Espectros infravermelhos dos diferentes lignans entre 3.500 e 800 centímetros recíprocos são apresentados aqui. Os espectros de lignina extraídos com soluções eutecticas profundas um e dois mostram as vibrações de alongamento de grupos carbonyl não conjugados e conjugados, que estavam ausentes nos três lignans comerciais: lignans crus, processados por soda e lignans extraídos de álcali. O sinal de ácido carboxílico, C double bond O, indica possibilidade de conjugação de algumas funções de lignina com ácidos durante sua extração e solubilização com o tratamento de solvente eutectic profundo assistido por micro-ondas.

Esses resultados demonstram a possibilidade de extrair lignina de valor agregado de alta pureza da biomassa mediterrânea, que atualmente é desvalorizada e pode ajudar a determinar o ótimo solvente eutectic profundo, garantindo a pureza da lignina.