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Hydrolysis01:15

Hydrolysis

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Overview
Hydrolysis is a chemical reaction in which the addition of water breaks down a polymer into its simpler monomer units. For example, peptides break into amino acids, carbohydrates into simple sugars, and DNA into nucleotides. Enzymes often facilitate these processes.
Hydrolysis Reverses Dehydration Synthesis
Complex carbohydrates can be broken down by breaking the bonds between individual sugar units. The reaction breaks a glycosidic bond as water is added to the compound. The...
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Production of Organic Acids01:25

Production of Organic Acids

105
Lactic acid, an important organic acid extensively applied in food, pharmaceutical, and biodegradable polymer industries, is primarily produced via microbial fermentation. This method is favored over chemical synthesis due to its environmental sustainability and capacity for enantiomerically pure product formation. Among various microbial processes, the fermentation of starch-based substrates stands out due to the abundance and renewability of raw materials like corn and potatoes.Hydrolysis of...
105
Bioplastics01:27

Bioplastics

70
Bioplastics derived from microbial processes present a sustainable alternative to conventional petroleum-based plastics. Among these, polyhydroxyalkanoates (PHAs), particularly polyhydroxybutyrates (PHBs), have emerged as prominent candidates due to their biodegradability and biocompatibility. These polymers are synthesized by a variety of bacteria, such as Cupriavidus necator and Pseudomonas putida, which naturally accumulate PHAs as intracellular carbon and energy reserves, especially under...
70

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Li Shuai1, Masoud Talebi Amiri1, Ydna M Questell-Santiago1

  • 1Laboratory of Sustainable and Catalytic Processing, Institute of Chemical Sciences and Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), CH-1015 Lausanne, Switzerland.

Science (New York, N.Y.)
|November 16, 2016
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

La adición de formaldehído durante el pretratamiento de la biomasa crea una fracción de lignina soluble, lo que permite una conversión de alto rendimiento a monómeros valiosos. Este avance mejora significativamente la eficiencia y la rentabilidad de la biorrefinería al evitar la condensación de lignina.

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Área de la Ciencia:

  • Conversión de la biomasa
  • Química ecológica
  • Catálisis

Sus antecedentes:

  • El desarrollo de métodos eficientes de despolimerización de la lignina es crucial para la productividad de la biorrefinería.
  • Los enlaces carbono-carbono interunidad de la lignina nativa y la condensación durante la extracción impiden la producción de monómeros de alto rendimiento.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el uso de formaldehído durante el pretratamiento de la biomasa para mejorar la solubilidad de la lignina y la posterior despolimerización.
  • Para obtener altos rendimientos de monómeros de guaiacilo y siringilo a partir de la lignina.

Principales métodos:

  • Tratamiento previo de la biomasa con formaldehído para formar productos intermedios de lignina solubles.
  • Hidrogenización de la fracción de lignina soluble para producir monómeros aromáticos.
  • Despolimerización separada de la celulosa, la hemicelulosa y la lignina.

Principales resultados:

  • La adición de formaldehído produjo una fracción de lignina soluble convertible en monómeros con rendimientos cercanos a los teóricos (47 mol % para la haya, 78 mol % para el álamo).
  • Los rendimientos fueron de 3 a 7 veces más altos en comparación con los métodos sin formaldehído.
  • El formaldehído impidió la condensación de la lignina mediante la formación de estructuras de 1,3-dioxano.
  • El rendimiento total de monómeros para la celulosa, las hemicelulosas y la lignina osciló entre el 76-90 mol %.

Conclusiones:

  • El pretratamiento de biomasa asistido por formaldehído es una estrategia muy eficaz para la despolimerización de lignina de alto rendimiento.
  • Este método mejora significativamente la eficiencia de la biorrefinería al superar la recalcitrancia de la lignina.
  • El procesamiento separado de los componentes de la biomasa maximiza la recuperación total del monómero.