OPTIMIZATION OF ALKALINE AND DILUTE ACID PRETREATMENT OF AGAVE BAGASSE BY RESPONSE SURFACE METHODOLOGY

Abstract

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%.