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Título : OPTIMIZATION OF ALKALINE AND DILUTE ACID PRETREATMENT OF AGAVE BAGASSE BY RESPONSE SURFACE METHODOLOGY
Autor : CAMBEROS FLORES, JESUS N.
AVILA LARA, ABIMAEL I.
MENDOZA PEREZ, JORGE A.
MESSINA FERNANDEZ, SARAH R.
SANCHEZ HERRERA, LETICIA M.
PEREZ PIMIENTA, JOSE A.
JIMENEZ RUIZ, EDGAR I.
SALDAÑA DURAN, CLAUDIA E.
Palabras clave : agave bagasse
high solids
biomass pretreatment
optimization
characterization
Fecha de publicación : sep-2015
Editorial : Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
Resumen : Utilización de materiales lignocelulósicos para la producción de productos químicos de valor Biocombustibles generalmente requiere un proceso de pretratamiento para superar la Biomasa vegetal para etapas de hidrólisis enzimática y fermentación adicionales. Dos de los más Los procesos de pretratamiento empleados son los que utilizan ácido diluido (DA) y alcalino (AL) proporcionando efectos específicos sobre la estructura fisicoquímica de la biomasa, Tales como alta eliminación de xilano y lignina para DA y AL, respectivamente. Otro importante Que se debe estudiar es el uso de un pretratamiento con alto contenido de sólidos (≥15%) Muchos de ellos con ventajas sobre cargas de sólidos menores, incluyendo mayores concentraciones de azúcar y etanol (En combinación con una sacarificación de alto contenido en sólidos), que se reflejará en Menores costos de capital; Sin embargo, estos datos son actualmente limitados. En este estudio, varias variables, Tales como carga de catalizador, tiempo de retención y carga de sólidos, se estudiaron usando respuesta Superficie (RSM) basada en un diseño compuesto factorial central de DA y AL Pretratamiento en bagazo de agave usando una gama de sólidos de 3 a 30% (p / p) para obtener Condiciones óptimas del proceso para cada pretratamiento. Posteriormente, la hidrólisis enzimática Se realizó utilizando Novozymes Cellic CTec2 y HTec2 presentado como reducción total De azúcar (TRS). La biomasa pretratada se caracterizó por técnicas de química húmeda Y las muestras seleccionadas se analizaron por técnicas calorimétricas, y electrón de exploración / confocal Microscopía fluorescente. RSM también se utilizó para optimizar el pretratamiento Condiciones para obtener el máximo rendimiento de TRS. Las condiciones óptimas se determinaron para AL Pretratamiento: concentración de NaOH al 1,87%, carga de sólidos de 50,3 min y 13,1%, mientras que Pretratamiento DA: concentración de ácido 2,1%, 33,8 min y carga de sólidos al 8,5%.
Descripción : Utilization of lignocellulosic materials for the production of value-added chemicals or biofuels generally requires a pretreatment process to overcome the recalcitrance of the plant biomass for further enzymatic hydrolysis and fermentation stages. Two of the most employed pretreatment processes are the ones that used dilute acid (DA) and alkaline (AL) catalyst providing specific effects on the physicochemical structure of the biomass, such as high xylan and lignin removal for DA and AL, respectively. Another important effect that need to be studied is the use of a high solids pretreatment (≥15%) since offers many advantaged over lower solids loadings, including increased sugar and ethanol concentrations (in combination with a high solids saccharification), which will be reflected in lower capital costs; however, this data is currently limited. In this study, several variables, such as catalyst loading, retention time, and solids loading, were studied using response surface methodology (RSM) based on a factorial central composite design of DA and AL pretreatment on agave bagasse using a range of solids from 3 to 30% (w/w) to obtain optimal process conditions for each pretreatment. Subsequently enzymatic hydrolysis was performed using Novozymes Cellic CTec2 and HTec2 presented as total reducing sugar (TRS) yield. Pretreated biomass was characterized by wet-chemistry techniques and selected samples were analyzed by calorimetric techniques, and scanning electron/confocal fluorescent microscopy. RSM was also used to optimize the pretreatment conditions for maximum TRS yield. The optimum conditions were determined for AL pretreatment: 1.87% NaOH concentration, 50.3 min and 13.1% solids loading, whereas DA pretreatment: 2.1% acid concentration, 33.8 min and 8.5% solids loading.
URI : http://dspace.uan.mx:8080/jspui/handle/123456789/53
ISSN : DOI: 10.3389/fbioe.2015.00146
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