Lignoselülozik biyokütlenin protik düşük maliyetli iyonik sıvılarla ön işlemi gösterilmiş, bu da delignifiye selüloz açısından zengin bir hamur ve saflaştırılmış bir lignin ile sonuçlanmıştır. Kağıt hamuru, enzimatik sakrifikasyondan sonra yüksek glikoz verimine yol açar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Düşük maliyetli İyonik Sıvılar ile Lignoselülozik Biyokütle tedavi öncesi
Bu makalede
Özet
Özet
Ekonomik olarak cazip üretim maliyetlerine sahip bir dizi iyonik sıvı (IL), son zamanlarda çeşitli lignoselülozik hammaddelerin delignifikasyonu için bir ortam olarak artan bir ilgi görmüştür. Burada, bu düşük maliyetli protik IL'lerin, selüloz ve saflaştırılmış bir lignin elde edilen lignoselülozik biyokütlenin (Ionosolv ön işlemi) yapısökümünde kullanımını gösteriyoruz. En genel işlemde, protik iyonik sıvı, sulu asit ve amin bazının doğru kombinasyonu ile sentezlenir. Su içeriği daha sonra ayarlanır. Delignifikasyon için, biyokütle, lignin ve hemiselülozu çözmek için yüksek sıcaklıklarda IL çözeltisi içeren bir kaba yerleştirilir ve selüloz açısından zengin bir hamur sakrifikasyona (fermente edilebilir şekerlere hidroliz) hazır halde bırakılır. Lignin daha sonra su ilavesiyle IL'den çökeltilir ve katı olarak geri kazanılır. Eklenen suyun uzaklaştırılması, birden çok kez yeniden kullanılabilen iyonik sıvıyı yeniden üretir. Bu protokol, biyoyakıtlar veya yenilenebilir kimyasallar ve malzemeler üretmek için ticari biyokütle ön arıtma/lignin fraksiyonlamasında kullanım için protik IL'lerin önemli potansiyelini araştırmak için yararlıdır.
Giriş
Toplantı insanlığın enerji ihtiyacının sürdürülebilir bizim medeniyet karşısına çıkan en büyük zorluklardan biridir. Enerji kullanımı fosil yakıt kaynaklarının daha büyük yük bindirerek, önümüzdeki 50 yıl içinde ikiye katlanması bekleniyor. 1 CO 2 yanmasından oluşan olarak yaygın fosil yakıt kullanımı yoluyla atmosferdeki sera gazlarının (SG) birikimi, özellikle sorunlu fosil yakıtlar insan kaynaklı sera etkisinin% 50 sorumludur. 2 Bu nedenle, yenilenebilir ve karbon nötr teknolojilerin büyük ölçekli uygulama gelecek nesillerin artan enerji ve malzeme ihtiyaçlarının karşılanması için gereklidir. 1, 3
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Not: bir kısmı ya da ticari olarak temin edilebilir hale olabilir, ancak işleminde kullanılan protik iyonik sıvılar, laboratuarımızda sentezlenir. Elde edilen iyonik sıvılar asidik ve korozif ve (kullanılan amin bağlı olarak) muhtemelen deri / göz tahriş edicidir ve bu nedenle bakım giyen uygun KKD (laboratuvar önlüğü, güvenlik özellikleri, dayanıklı eldivenler) ile ele alınması gerekir.
1. Hazırlık
- Hazırlanması ve odunlu-biyokütle depolama
- 5 kg Örnek 100 g ile için yeterli miktarlarda deney öncesinde lignoselülozik biyokütle, elde edilir.
Not: her bir deney biyokütle en az 3 g (1 g, her biri üç....
- 5 kg Örnek 100 g ile için yeterli miktarlarda deney öncesinde lignoselülozik biyokütle, elde edilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
lignin çıkarma ve lignin çökeltme, tam miktarı hamuru ve glukoz Randıman, kullanılan biyokütle türüne bağlıdır geri tedavi çalıştırılan sıcaklık ve tedavi süresi. yüksek sıcaklıklarda, selüloz hidroliz ve bozulmasına sebep iyonik sıvı içinde kararsız ise kısa ön-muamele süreleri ve düşük sıcaklıklarda eksik ön yol açar. Seçilen iyonik sıvı da fraksiyonasyon prosedürünün sonucu önemli bir rol oynar.
Şekil 1, 12.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Burada yer alan lignoselülozik biyokütle fraksiyonasyon için bir teknik, selüloz bakımından zengin hamuru ve lignin üretir. hemiselülozlar çoğu iyonik sıvı içinde çözülür ve hidroliz, ancak geri verilmez. hemiselüloz, şekerler istenirse, Ionosolv odunsuzlaştırılmasında önce hemiselüloz ön-ekstraksiyon aşaması gerekli olabilir. Şimdiye kadar iyonik sıvı içki bulunan tüm bozunma ürünleri, lignin kaynaklanan özellikle olanlar belirlemek ve ölçmek mümkün değildir tam olarak, biyokütle için kütle dengesi kapatmak mümkün olmu.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Teşekkürler
Yazarlar çam pretreatments için deneysel veriler sağlamak için İklim Değişikliği ve Çevre, İklim-KIC ve EPSRC (EP / K038648 / 1 ve EP / K014676 / 1) finansmanı için ve Pierre Bouvier Grantham Enstitüsü kabul.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| IL synthesis | |||
| Yuvarlak tabanlı şişe, standart zemin mafsallı 24/29 NS, 1.000 ml | Lenz | 3 0024 70 | VWR ürün kodu 271-1309 |
| 250 ml Toplama Hunisi, Dereceli, 29/26 Eklem Boyutu, 0-4 mm PTFE Vana | GPE | CG-1714-16 | |
| Çanak şeklinde dewar şişesi, SCH 31 CAL | KGW-Isotherm | 1197 | |
| Hacimsel şişe, 200 ml | VWR | 612-3745 | |
| Mantar halkaları, pastör pipetleri ve teet, deiyonize su ile yıkama şişesi, büyük macentik karıştırma çubuğu | |||
| Biyokütle boyutu küçültme | |||
| Ağır Hizmet Tipi Kesme Değirmeni SM2000 | Retsch | Durduruldu | Kesme Değirmeni SM 200 (20.728.0001) ile değiştirildi |
| Alt elekler (10 gözenekli kare delik, parçacık boyutu için < 2 mm) | Retsch | 03.647.0318 | Kesme değirmeni |
| parçası Analitik Elek Çalkalayıcı AS 200 | Retsch | 30.018.0001 | Eleme makinesinin bir parçası |
| Test Süzgeci 200 mm & Oslash; x 50 mm yükseklik ISO 3310/1 (180 & mikro; m) | Retsch | 60.131.000180 | Eleme makinesinin bir parçası |
| Test Süzgeci 200 mm & Oslash; x 50 mm yükseklik ISO 3310/1 (850 & mikro; m) | Retsch | 60.131.000850 | Eleme makinesinin bir parçası |
| Toplama tavası, paslanmaz çelik, 200 mm Ø, yükseklik 50 mm | Retsch | 69.720.0050 | Eleme makinesinin |
| Döner buharlaştırıcı | |||
| Döner buharlaştırıcı (Rotavapor R-210) | Buchi | Durduruldu | Rotavapor R-300 ile değiştirildi |
| Su banyosu (Isıtma banyosu B-491) | Buchi | 48201 | Döner buharlaştırıcı |
| Sirkülatörünün bir parçası | Julabo | F25 | Döner buharlaştırıcının bir parçası |
| Vakum pompası (MPC 101 Z) | Ilmvac GmbH | 412522 | Döner buharlaştırıcının bir parçası |
| Vakum kontrolörü (Vakum Kontrol Kutusu VCB 521) | Ilmvac GmbH | 600053 | Döner buharlaştırıcının |
| Paralel evaporatör | |||
| StarFish Taban Plakası 135 mm (Radleys & için IKA) | Radleys | RR95010 | için paralel evaporatör |
| Monoblok parçası; ml Şişeler | Radleys | RR95130 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| Cırt cırtlı Teleskopik 5 | Kelepçe Radleys | RR95400 | Paralel evaporatör |
| Gaz / Vakum Manifoldunun | Radleys | RR95510 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| 650&nbşk; mm Çubuk | Radleys | RR95665 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| Hızlı Bırakma Erkek, R / A Dikenli 6.4 mm + Kapatma (3.2 mm ID) | Radleys | RR95520 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| Karıştırıcı / sıcak plaka | Radleys | RR98072 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Sıcaklık kontrolörü | Radleys | RR98073 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Eliptik Karıştırma Çubuğu 15 & nbsp; mm Nadir Toprak | Radleys | RR98097 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| Vakumlu soğuk tuzak, plastik kaplı, PTFE musluk | Chemglass | CG-4519-01 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| Vakum pompası (MPC 101 Z) | Ilmvac GmbH | 412522 | Paralel buharlaştırıcının bir parçası |
| Tygon boru E-3603, 6.40 mm (dahili) 12.80 mm (dış) | Saint-Gobain/VWR | 228-1292 | Paralel evaporatörün bir parçası |
| Paralel Soxhlet çıkarıcı | |||
| StarFish Taban Plakası 135 mm (Radleys & için IKA) | Radleys | RR95010 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| 5 x 250 için monoblok; ml Şişeler | Radleys | RR95130 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Velcro Radleys ile Teleskopik 5 Kelepçe | RR95400 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası | |
| Silikon Kayışlı ve Uzun Saplı Teleskopik 5 Kelepçe | RR95410 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası | |
| Konnektörlü Su | Manifoldu Radleys | RR95500 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| 650&nbşk; mm Çubuk | Radleys | RR95665 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Hızlı Bırakma Erkek, R / A Dikenli 6.4 mm + Kapatma (3.2 mm ID) | Radleys | RR95520 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Standart topraklama bağlantılarına sahip bobin kondansatörleri 29/32 NS | Lenz | 5.2503.04 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Çıkarıcı Soxhlet 40 ml borosilikat cam 29/32 soket 24/29 koni | Quickfit | EX5/43 | Soxhlet çıkarıcının bir parçası |
| Karıştırıcı/sıcak plaka | Radleys | RR98072 | Soxhlet aspiratörünün bir parçası |
| Sıcaklık kontrolörü | Radleys | RR98073 | Soxhlet ekstraktörünün bir parçası |
| Sirkülatör | Hibe | LTC1 | Soxhlet ekstraktörünün bir parçası |
| Selüloz ekstraksiyon yüksüğü | Whatman | 2280-228 | |
| Cımbız | Excelta | 20A-S-SE | |
| Vakumlu kurutma fırını | Bağlayıcı | VD 23 | Vakumlu fırın |
| Dewar kabı 2 L 100 x 290&nbşk; saplı | mm KGW-Isotherm | 10613 | Vakumlu fırının bir parçası |
| Vakum Kapanı | GPE | CG-4532-01 | Vakumlu fırının bir parçası |
| Diğer ekipmanlar | |||
| >Analitik terazi | A& D | GH-252 | ±'ye kadar doğruluk; 0.1 mg |
| Hacimsel Karl Fischer titratörü | Mettler Toledo | V20 | |
| 10 ml tek kullanımlık pipet | Corning Inc | Costar 4101 10 mL Stripette | |
| Eppendorf Research plus pipet, değişken hacimli, hacim 100-1.000 μ l | Eppendorf | 3120000062 | |
| Kurutucu | Jencons | JENC250-028BOM | |
| Ace basınç tüpü burç tipi, Ön conta, hacim 15 ml | Ace Cam | 8648-04 | |
| Ace O-ringler, silikon, 2.6 mm, Kimlik 9.2 mm | Ace Glass | 7855216 | Basınç tüpü için O-ring |
| Vorteks çalkalayıcı | VWR International | 444-1378 (İngiltere) | |
| Fan destekli konveksiyonlu fırın | ThermoScientific | HeraTherm OMH60 | |
| Fırın eldiveni (Crusader Flex) | Ansel Edmont | 42-325 | |
| 250 ml Yuvarlak tabanlı matara tek boyunlu zemin mafsalı 24/29 (Pyrex) | Quickfit | FR250/3S | |
| Rotaflo musluk adaptörü, konili 24/29 | Rotaflo, İngiltere | MF11/2/SC | |
| 50 ml Falcon tüpü | Heraeus/Kendro | HERA 76002844 | |
| Santrifüj (Mega Star 3.0) | VWR | 521-1751 | |
| Reagents | |||
| Ethanol mutlak | VWR | 20820.464 | |
| Trietilamin | Sigma-Aldrich | T0886 | |
| Sülfürik asit 5 mol/L (10 N) AVS TITRINORM hacimsel çözelti Güvenli kırma şişesi 2.5 L | VWR | 191665V | |
| Arıtılmış su (15 MΩ direnç) | Elga | CENTRA R200 | |
| Lignoselülozik biyokütle | |||
| Miscanthus X gigantheus | |||
| Pinus sylvestris | |||
Kaynaklar
- Lewis, N. S., Nocera, D. G. Powering the planet: chemical challenges in solar energy utilization. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 103 (43), 15729-15735 (2006).
- Dincer, I. Renewable energy and sustainable development: a crucial review. Renewa....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
