优化纤维素转化:对棉花和玉米的制前处理进行比较研究

科学领域:

• 生物质预处理
• 生物化学工程
• 可再生能源

背景情况:

• 棉花茎 (CTS) 和玉米 (CRS) 等农业残留物是丰富的纤维素生物质资源.
• 这些原料有效转化为糖对于生物燃料和生物化学生产至关重要.
• 目前的预处理方法往往面临的挑战是移除红素和纤维素的可访问性.

研究的目的:

• 调查固体 (NaOH或Ca(OH) 2) 辅助球磨 (BM) 在CTS和CRS预处理中的有效性.
• 分析预处理对生物质的物理化学特性和酶解性能的影响.
• 确定在高固体酶解过程中影响糖产量的关键因素.

主要方法:

• 固体 (NaOH/Ca(OH) 2) 辅助球磨 (BM) 的CTS和CRS的预处理.
• 物理化学性质的表征,包括素含量和纤维素结晶性.
• 高固体酶解 (20%负荷) 酶负荷为20 FPU/g.
• 部分最小平方 (PLS) 分析以确定影响因素.

主要成果:

• 的机械力得到了协同增强,从而有效地去除了.
• 与Ca (OH) 2相比,NaOH的脱度更高.
• 纤维素结晶性受到不同的影响:CTS保留了纤维素I,而CRS则在很大程度上变得无形.
• 在20%的固体负载下,最大葡萄糖产量达到68.52% (NaOH-CTS),65.90% (Ca(OH) 2-CTS),80.43% (NaOH-CRS) 和80.30% (Ca(OH) 2-CRS).
• 生物质组成,特别是纤维素变化,是水解效率的主要因素.

结论:

• 辅助BM是一种有效的预处理策略,用于增强CTS和CRS的酶解.
• 根据特定的生物质成分优化预处理条件是有效生产糖的关键.
• 这项研究为开发适合工业应用的生物质预处理策略提供了宝贵的见解.