Сверхбыстрая экстракция лигнина из необычных средиземноморских лигноцеллюлозных остатков

Целью нашего протокола является фракционирование биомассы и извлечение лигнина за один этап. Используя этот метод, лигнин может быть восстановлен простым путем фильтрации после обработки без корректировки рН, а просто путем добавления дистиллированной воды. Основное внимание в данном исследовании уделяется оценке влияния этой комбинированной обработки фракционирования исходного сырья, его влияния на чистоту и выход лигнина, а также его влияния на молекулярные массы и химические функциональные группы в экстрагированном лигнине.

Микроволновый процесс глубокого эвтектического раствора является сверхбыстрой, эффективной и конкурентоспособной по стоимости технологией для фракционирования лигноцеллюлозной биомассы и извлечения лигнина с высокой чистотой. Приготовьте глубокий эвтектический раствор в 500-миллилитровой круглой нижней колбе, как описано в тексте рукописи. Затем поместите пять граммов сырья, 50 миллилитров глубокого эвтектического раствора и перемешивающий стержень в микроволновую печь в закрытом политетрафторэтиленовом реакторе.

Закройте контейнер для микроволновой печи соответствующим колпачком и прикрепите температурный колпачок. Поместите его на край проигрывателя, следя за тем, чтобы он постоянно перемешивался, и запустите микроволновую печь в течение одной минуты. Используя подходящие перчатки, доньте контейнер из микроволновой печи и дайте смеси остыть.

Готовят однородный раствор против растворителя и добавляют в обработанное сырье 50 миллилитров этого раствора. Центрифугировать смесь в течение пяти минут в 3000 раз больше G.Фильтровать супернатант с помощью стеклянного фильтрующего тигля. Соберите оставшийся остаток целлюлозы и промыть его, добавив 25 миллилитров антирасстителиного раствора и центрифугируя.

Добавьте отфильтрованную фракцию, богатую лигнином, и фильтрованные промывки в колбу с круглым дном на 500 миллилитров. Испаряйте этанол с помощью роторного испарителя при 50 градусах Цельсия и 110 миллибар. Затем добавьте 150 миллилитров деионизированной воды в концентрированный щелок.

Осаждение лигнина центрифугированием. Соберите лигнин в виде гранулы и промыть его четыре раза 25 миллилитрами дистиллированной воды. Затем лиофилизируйте лигнин или высушите его в духовке при 40 градусах Цельсия.

Поместите тигель фильтра в муфельную печь при 550 градусах Цельсия на четыре часа. Когда духовка остынет до 150 градусов по Цельсию, снимите тигель и поместите его в адсорбатор для охлаждения. Затем взвесьте его.

Добавьте примерно 30 миллиграммов лигнина в боросиликатную стеклянную трубку. Затем добавьте один миллилитр 72% серы в образец и поместите его в ванну с 30 градусами Цельсия на 60 минут. Извлеките образец и переложите его в стеклянную бутылку на 100 миллилитров.

Затем добавьте 28 миллилитров дистиллированной воды, чтобы разбавить кислоту до концентрации 4%Поместите стеклянную бутылку в автоклав при 121 градусе Цельсия на 60 минут. Затем извлеките бутылку из автоклава и дайте ей остыть. Для анализа нерастворимого в кислоте лигнина фильтруют гидролизат с помощью тигля под вакуумом и собирают оставшиеся твердые вещества в стеклянную бутылку с деионизированной водой.

Высушите тигель, содержащий твердые вещества, поместив его в духовку при 105 градусах Цельсия в течение 16 часов. Затем охладите его в адсорбаторе и взвесьте образец. Поместите тигель в муфельную печь при 550 градусах Цельсия на четыре часа.

Взвесьте образец после его высыхания в осушителях. Для анализа кислоторастворимого лигнина измеряют поглощение гидролизатного фильтрата спектрофотометром на 205 нанометров с использованием кварцевых кювет. Чтобы проанализировать химическую функцию извлеченного лигнина, обработайте фоновый одноканальный без образца.

Затем отрегулируйте параметры и поместите один миллиграмм образца на кристалл. Нажмите на образец одноканальным и обработайте полученные спектры. Для определения молекулярной массы экстрагированного лигнина растворяют три миллиграмма образца лигнина в трех миллилитрах ДМФ с 0,5% хлорида лития.

Поместите растворенный лигнин во флакон и установите колонну, продолженную сторожевой колонной. Ввести образец в высокоэффективную ультрафиолетовую систему жидкостной хроматографии. Проанализировав данные, рассчитайте молекулярную массу извлеченного лигнина, как описано в тексте рукописи.

Взвесьте 50-миллиграммовый образец лигнина в боросиликатной стеклянной трубке и добавьте три миллилитра одной молярной серной кислоты. Затем нагрейте смесь в течение трех часов при 100 градусах Цельсия и охладите ее. Добавьте один миллилитр 15 молярного гидроксида аммония и проверьте рН, чтобы убедиться, что он нейтральный или щелочной.

Добавьте один миллилитр 2-дезоксиглюкозы к каждому образцу в качестве внутреннего стандарта. Затем добавляют 400 микролитров этого раствора в специальные пробирки, содержащие 400 микролитров смешанного раствора. Добавьте два миллилитра раствора диметилсульфоксида боргидрида натрия.

Закройте трубки и высиживайте в течение 90 минут при 40 градусах Цельсия на водяной бане. Снимите трубки с водяной бани и добавьте 0,6 миллилитра ледниковой уксусной кислоты, 0,4 миллилитра 1-метилимидазола и примерно четыре миллилитра уксусного ангидрида. Через 15 минут добавить 10 миллилитров дистиллированной воды. Классно.

И добавьте примерно три миллилитра дихлорметана. Через два часа соберите примерно один миллилитр нижней органической фазы и впрыскивайте его в газовый хроматограф, оснащенный капиллярной колонкой пламенно-ионизационного детектора. Выход лигнина, полученного с помощью глубокого эвтектического раствора одной щавелевой кислоты, был ниже, чем выход, полученный с помощью глубокого эвтектического раствора двух молочной кислоты и глубокого эвтектического раствора трех мочевины.

Чистота лигнина превышала 70% для трех предварительных обработок биомасс, за исключением глубокого эвтектического раствора трех мочевины предварительной обработки альфа-листьев, агагропилы и миндальных оболочек, что давало чистоту лигнина 65%Наивысшая чистота лигнина превышала 90% Было получено с помощью глубокого эвтектического раствора за одну обработку. Данные о чистоте и выходе лигнина были подвергнуты анализу основных компонентов, который показал, что глубокий эвтектический раствор одной обработки положительно коррелирует с чистотой лигнина и подтвердил, что это самый чистый лигнин с самым низким выходом. Содержание сахара в лигнине, экстрагированном с использованием глубокого эвтектического раствора три, было самым высоким и за ним следовали те, которые получали из растворов два и один.

Аналогично, содержание азота в глубоком эвтектическом растворе одного экстракта лигнина было ниже, чем в полученном из растворов два и три. Тип сахаров в экстрагированном лигнине также был охарактеризован, изображая D-ксилозу и D-глюкозу наиболее распространенными моносахаридами. Химические функциональные группы, присутствующие в экстрагированных лигнанах, были исследованы с помощью FTIR-спектроскопии.

Здесь представлены инфракрасные спектры различных лигнан от 3 500 до 800 обратных сантиметров. Спектры лигнина, экстрагированного глубокими эвтектическими растворами один и два, показывают растягивающие колебания неконъюгированных и сопряженных карбонильных групп, которые отсутствовали в трех коммерческих лигнанах: сырых, обработанных содой и лигнанах, экстрагированных щелочью. Сигнал карбоновой кислоты, C двойной связи O, указывает на возможность сопряжения некоторых функций лигнина с кислотами при его экстракции и солюбилизации с помощью микроволновой глубокой эвтектической обработки растворителем.

Эти результаты демонстрируют возможность извлечения лигнина с добавленной стоимостью высокой чистоты из средиземноморских биомасс, который в настоящее время недооценен и может помочь определить оптимальный глубокий эвтектический растворитель при обеспечении чистоты лигнина.