从半纤维素中有效地分离纤维素成分和furfural生产,使用γ-valerolactone/H2O系统
Xinyu Wang1, Mingyang Hu1, Yun Liu1
1Beijing Key Laboratory of Bioprocess, College of Life Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
概括
本研究介绍了一步过程,使用-瓦莱洛 (GVL) /H2O进行生物质分离和 (FF) 生产. 优化的方法有效地产生高纯度纤维素和抗氧化剂红素,提供可持续的价值化途径.
科学领域:
- 生物质的价值化 生物质的价值化
- 绿色化学 绿色化学
- 生物炼油工艺 生物炼油工艺
背景情况:
- 细胞生物质是一种丰富的可再生资源,具有生产生物燃料和化学品的潜力.
- 生物质成分 (纤维素,半纤维素,素) 的有效分离对于其有效利用至关重要.
- 目前的方法通常涉及多个步骤,恶劣的化学品和较低的产量.
研究的目的:
- 开发一种单步工艺,将纤维素,半纤维素和素同时从纤维素生物质中分离出来.
- 为了优化半纤维素转化为furfural (FF) 使用玛-黄素 (GVL) /H2O预处理.
- 描述所获得的木质素和纤维素分数,并评估它们的潜在应用.
主要方法:
- 使用GVL/H2O系统进行预处理和同时分离生物质成分.
- 采用响应表面方法 (RSM) 来优化过程参数 (温度,时间).
- 研究了易斯 (MgCl2) 和布伦斯特德 (H2SO4) 酸对半纤维素转化为FF的协同作用.
主要成果:
- 在最佳条件下 (163°C,1.5小时) 达到85.36%的最大FF产量和80.80%的纤维素纯度.
- 具有抗氧化活性的低分子量瓜亚基尔-西林基尔 (G-S) 类型纳米球的GVL-lignin的特征.
- 通过分离水解和发酵 (SHF) 产生高纯度纤维素,通过分离水解和发酵 (SHF) 产生18.87g/L的乙醇,比未经处理的固体增加27倍.
- 在六个循环中证明了GVL在基纤维素分离中的稳定性能.
结论:
- 一步GVL/H2O预处理是一种高效和可持续的方法,用于树脂纤维素生物质的价值化.
- 这一过程使得高价值产品的同时生产成为可能:FF,抗氧化剂红素和可发酵纤维素.
- 这些发现推动了综合生物炼油厂的发展,以利用可再生资源.
