3. Results and discussion3.1. Direc

3. Results and discussion
3.1. Direct hydrolysis of sugarcane bagasse with the assistance of
GVL
As a polar aprotic solvent, GVL has attracted continuous interest due to its application in improving biomass conversion. In this study, liquid solutions containing 80% GVL and 20% water with dilute concentrations of sulfuric acid were used for the hydrolysis of sugarcane bagasse. The effects of sugarcane bagasse loading ranging from 1 to 5 wt% and different sulfuric acid concentrations on biomass degradation were investigated (Table 1). Hydrolysis of sugarcane bagasse was successfully achieved by using GVL/water solution. Higher sulfuric acid concentration of 50 mM resulted in no remarkable effects on the degradation rate of sugarcane bagasse in all experiments, which was in agreement with the results of levoglucosan production [5]. Hydrolysis of biomass by dilute acid is typically carried out with at least 0.5–2 wt% [18], while low concentration of 5 mM (∼0.05 wt%) was needed by using the GVL/water solution, which could avoid the recovery process of mineral acid and improve the economics of biomass-derived products. Dramatic decrease in the concentration of glucose, xylose, and arabinose were observed with the increase of biomass loading. After phase separation, total sugars reached the highest concentration of 24.08 g/L with the biomass loading of 1%, while the lowest concentration of 4.14 g/L was found with high biomass loading of 5%. It was interesting that when biomass loading increased from 1% to 3%, the concentration of glucose was reduced, while xylose was increased. GVL-assisted hydrolysis leads to enhanced yields by inhibiting the polymerization of levoglucosan, which is the primary sugar dehydration product. The maximum biomass degradation rate reached 67% and significantly decreased to 10% with the sugarcane bagasse loading increased to 5 wt%. Low degradation rate resulted in low concentration of total sugars; however, cellulose with 5 wt% loading could be dissolved in GVL solution and converted to levoglucosenone [5], suggesting that the complex structure of sugarcane bagasse might hinder the access of GVL/water solution to polysaccharides. Polysaccharides are crosslinked with the complex network of lignin in the plant cell walls [28]. Thus, removal of lignin might be a promising strategy to enhance the hydrolysis of sugarcane bagasse in GVL/water solution.
3.2. Removal of lignin enhances the hydrolysis of sugarcane bagasse in GVL/water solution
Several methods have been proposed for lignin removal from lignocellulosic biomass, during which microwave treatment is found to be an efficient method [3]. Therefore, microwave pretreatment is generally carried out at 400 W with the supplement of 1% NaOH (Fig. 1). Lignin was continuously removed with the increase of treatment time. The results showed that more than 90% of the initial lignin was removed from sugarcane bagasse after 8 min treatment and the residual contains only 0.7% lignin while the content of cellulose and hemicelluloses increased to 64.3% and 25.6%, respectively. Further increase the treatment time to 10 min resulted in no obvious decrease in lignin content. After removal of lignin, the obtained residual was used as the substrate for hydrolysis in GVL/water solution (Table 2). The lignin-removed sugarcane bagasse with 1% loading was almost completely dissolved in GVL/water solution while it only reached 67% without microwavealkali pretreatment. Total sugars of 9.4 g/L was obtained with a high sugar yield of 0.92 g/L, in which glucose, xylose and arabinose was 6.73, 2.56 and 0.11 g/L, respectively. The sugars were concentrated to 48.88 g/L after phase

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ผล และการอภิปราย3.1. ไฮโตรไลซ์โดยตรงของอ้อย ด้วยความช่วยเหลือGVLเป็นตัวทำละลาย aprotic ขั้วโลก GVL ได้ดึงดูดสนใจอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงแปลงชีวมวล ในการศึกษานี้ ของเหลวโซลูชันที่ประกอบด้วย 80% 20% และ GVL น้ำเจือจางความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกใช้สำหรับย่อยสลายของอ้อย มีการตรวจสอบผลกระทบของอ้อยโหลดตั้งแต่ 1-5 wt %และความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกที่แตกต่างกันในการย่อยสลายของชีวมวล (ตารางที่ 1) ย่อยสลายของอ้อยสำเร็จเรียบร้อย โดยใช้โซลูชันน้ำ GVL กรดซัลฟูริกเข้มข้นสูง 50 มม.ส่งผลให้ไม่มีผลที่โดดเด่นบนอัตราการสลายตัวของอ้อยในการทดลองทั้งหมด ซึ่งเป็นข้อตกลงผลผลิต levoglucosan [5] ย่อยสลายของชีวมวลโดยกรดเจือจางจะโดยปกติดำเนินการอย่างน้อย 0.5 – 2% wt [18], ในขณะที่จำเป็นต้องมีความเข้มข้นต่ำที่ 5 มม (∼0.05 wt %) โดยใช้โซลูชัน GVL น้ำ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการกู้คืนของกรดอนินทรีย์ และเศรษฐศาสตร์ของผลิตภัณฑ์ชีวมวลที่ได้มาปรับปรุง ลดลงอย่างมากในความเข้มข้นของกลูโคส สาร arabinose และถูกตั้งข้อสังเกตกับการเพิ่มขึ้นของชีวมวลที่โหลด หลังจากที่แยกขั้นตอน น้ำตาลรวมถึงความเข้มข้นสูงสุดของ 24.08 แยกกับการโหลดชีวมวล 1% ในขณะที่ความเข้มข้นต่ำสุดของ 4.14 แยกพบกับการโหลดชีวมวลสูง 5% มันน่าสนใจว่า เมื่อชีวมวลโหลดเพิ่มจาก 1% เป็น 3% ความเข้มข้นของกลูโคสลดลง ในขณะที่เพิ่มสาร ไฮโตรไลซ์ GVL ช่วยนำไปสู่ผลผลิตเพิ่มขึ้น โดยการยับยั้ง polymerization ของ levoglucosan ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักน้ำตาลขาดน้ำ อัตราการย่อยสลายของชีวมวลสูงสุดถึง 67% และลดลง 10% กับอ้อยที่โหลดเพิ่มขึ้นเป็น 5 wt % อัตราการย่อยสลายต่ำส่งผลให้ความเข้มข้นต่ำของน้ำตาลรวม อย่างไรก็ตาม เซลลูโลส ด้วย 5 wt %การโหลดสามารถละลายในโซลูชัน GVL และแปลงเป็น levoglucosenone [5], แนะนำว่า โครงสร้างที่ซับซ้อนของอ้อยอาจเป็นอุปสรรคต่อการเข้าถึงวิธีแก้ไขน้ำ GVL ไรด์ ไรด์จะกระแทกกับเครือข่ายซับซ้อนของลิกนิในผนังเซลล์พืช [28] ดังนั้น กำจัดลิกนิอาจจะแนวโน้มกลยุทธ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายของอ้อยในการแก้ปัญหาน้ำ GVL3.2. กำจัดลิกนิช่วยย่อยสลายของอ้อยในการแก้ปัญหาน้ำ GVLวิธีการต่าง ๆ ได้รับการเสนอสำหรับการกำจัดลิกนิจากชีวมวล lignocellulosic ซึ่งรักษาไมโครเวฟพบว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ [3] ดังนั้น ไมโครเวฟปรับสภาพโดยทั่วไปที่ทำ 400 W กับอาหารเสริม 1% NaOH (รูปที่ 1) ลิกนิถูกเอาออก ด้วยการเพิ่มเวลาในการรักษาอย่างต่อเนื่อง ผลการศึกษาพบว่า มากกว่า 90% ของลิกนิเริ่มต้นถูกเอาออกจากอ้อยหลังการรักษา 8 นาที และเหลือประกอบด้วยลิกนิเพียง 0.7% ในขณะที่เนื้อหาของเซลลูโลสและ hemicelluloses ที่เพิ่มเป็น% 64.3 ลและ 25.6% ตามลำดับ เพิ่มเติม เพิ่มระยะเวลาถึง 10 นาทีส่งผลให้ลดลิกนิเนื้อหาไม่ชัดเจน หลังจากกำจัดลิกนิ ส่วนที่เหลือได้รับถูกใช้เป็นพื้นผิวสำหรับการย่อยสลายในน้ำ GVL (ตาราง 2) การเอาลิกนิอ้อยกับ 1% โหลดเกือบสมบูรณ์ละลายในโซลูชัน GVL น้ำขณะมันเท่าถึง 67% โดยไม่ต้องปรับสภาพ microwavealkali น้ำตาลรวม 9.4 g/l ได้รับกับผลผลิตน้ำตาลสูง 0.92 g/l ซึ่งกลูโคส สาร และ arabinose 6.73, 2.56 และ 0.11 g/L ตามลำดับ น้ำตาลเข้มข้นใน 48.88 g/L หลังจากขั้นตอน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. ผลการทดลองและการอภิปราย
3.1 การย่อยสลายโดยตรงจากชานอ้อยด้วยความช่วยเหลือของ
GVL
เป็นตัวทำละลาย aprotic ขั้วโลก GVL ได้ดึงดูดความสนใจอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงการแปลงพลังงานชีวมวล ในการศึกษานี้การแก้ปัญหาสภาพคล่องที่มี 80% GVL และน้ำ 20% มีความเข้มข้นเจือจางของกรดซัลฟูริกที่ใช้ในการย่อยสลายของชานอ้อยอ้อย ผลกระทบของการโหลดอ้อยกากอ้อยตั้งแต่ 1-5% โดยน้ำหนักและความเข้มข้นของกรดซัลฟูริกแตกต่างกันในการย่อยสลายสารชีวมวลถูกตรวจสอบ (ตารางที่ 1) การย่อยสลายของชานอ้อยได้รับความสำเร็จโดยใช้วิธีการแก้ปัญหาน้ำ GVL / ความเข้มข้นของกรดซัลฟูริกที่สูงกว่า 50 มิลลิส่งผลให้ไม่มีผลที่น่าทึ่งกับอัตราการย่อยสลายของชานอ้อยในการทดลองทั้งหมดซึ่งอยู่ในข้อตกลงที่มีผลของการผลิต levoglucosan ม [5] การย่อยสลายของสารชีวมวลด้วยกรดเจือจางจะดำเนินการมักจะออกมาด้วยอย่างน้อย 0.5-2% โดยน้ำหนัก [18] ในขณะที่ความเข้มข้นต่ำ 5 มิลลิเมตร (~0.05 น้ำหนัก%) เป็นสิ่งที่จำเป็นโดยใช้วิธีการแก้ปัญหา GVL / น้ำซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงกระบวนการกู้คืน ของกรดแร่และปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ของผลิตภัณฑ์ชีวมวลที่ได้มา ลดลงอย่างมากในความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสไซโลสและอราบิโนที่ถูกตั้งข้อสังเกตกับการเพิ่มขึ้นของการโหลดชีวมวล หลังจากการแยกเฟสน้ำตาลรวมถึงความเข้มข้นสูงสุดของ 24.08 กรัม / ลิตรกับการโหลดชีวมวลจาก 1% ในขณะที่ความเข้มข้นต่ำสุดของ 4.14 กรัม / ลิตรก็พบกับการโหลดชีวมวลสูงของ 5% มันเป็นที่น่าสนใจว่าเมื่อโหลดชีวมวลเพิ่มขึ้นจาก 1% ถึง 3%, ความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสลดลงในขณะที่ไซโลสเพิ่มขึ้น GVL ช่วยนำไปสู่การจองจำอัตราผลตอบแทนที่เพิ่มขึ้นโดยการยับยั้งของพอลิเมอ levoglucosan ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักของการคายน้ำน้ำตาล อัตราการย่อยสลายชีวมวลสูงสุดถึง 67% และลดลงอย่างมากถึง 10% กับการโหลดอ้อยกากอ้อยที่เพิ่มขึ้นถึง 5% โดยน้ำหนัก อัตราการย่อยสลายในระดับต่ำส่งผลให้ในความเข้มข้นต่ำของน้ำตาลรวม; แต่เซลลูโลส 5% โดยน้ำหนักโหลดอาจจะเลือนหายไปในการแก้ปัญหาและ GVL แปลง levoglucosenone [5] บอกว่าโครงสร้างที่ซับซ้อนของชานอ้อยอาจเป็นอุปสรรคต่อการเข้าถึงของการแก้ปัญหา GVL / น้ำ polysaccharides polysaccharides มีการเชื่อมขวางที่มีเครือข่ายที่ซับซ้อนของลิกนินในผนังเซลล์พืช [28] ดังนั้นการกำจัดของลิกนินอาจจะเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มเพื่อเพิ่มการย่อยสลายของชานอ้อยในการแก้ปัญหา GVL / น้ำ.
3.2 การกำจัดของลิกนินช่วยเพิ่มการย่อยสลายของชานอ้อยในการแก้ปัญหา GVL / น้ำ
หลายวิธีได้รับการเสนอสำหรับการกำจัดลิกนินลิกโนเซลลูโลสจากชีวมวลในระหว่างที่รักษาไมโครเวฟพบว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ [3] ดังนั้นไมโครเวฟปรับสภาพโดยทั่วไปจะดำเนินการออกมาที่ 400 W กับอาหารเสริม 1% NaOH (รูปที่ 1). ลิกนินจะถูกลบออกอย่างต่อเนื่องกับการเพิ่มขึ้นของเวลาการรักษา ผลการศึกษาพบว่ากว่า 90% ของลิกนินเริ่มต้นถูกลบออกจากชานอ้อยหลัง 8 นาทีและการรักษาที่เหลือมีลิกนินเพียง 0.7% ในขณะที่เนื้อหาของเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสเพิ่มขึ้นถึง 64.3% และ 25.6% ตามลำดับ เพิ่มเวลาในการรักษาถึง 10 นาทีส่งผลให้ไม่มีการลดลงอย่างเห็นได้ชัดในเนื้อหาของลิกนิน หลังจากที่กำจัดลิกนินที่เหลือได้ถูกนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในการย่อยสลายในการแก้ปัญหา GVL / น้ำ (ตารางที่ 2) ชานอ้อยลิกนินเอาออกกับการโหลด 1% ก็เลือนหายไปเกือบสมบูรณ์ใน GVL / วิธีการแก้ปัญหาน้ำในขณะที่มันถึง 67% โดยไม่ต้องปรับสภาพ microwavealkali น้ำตาลรวม 9.4 กรัม / ลิตรที่ได้รับมีผลผลิตน้ำตาลสูง 0.92 กรัม / ลิตรซึ่งในกลูโคสและไซโลส arabinose เป็น 6.73, 2.56 และ 0.11 กรัม / ลิตรตามลำดับ น้ำตาลที่มีความเข้มข้นเพื่อ 48.88 กรัม / ลิตรหลังจากเฟส

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3 . ผลและการอภิปราย3.1 . การย่อยโดยตรงของชานอ้อย ด้วยความช่วยเหลือจากgvlเป็นขั้ว aprotic ตัวทำละลาย gvl ได้ดึงดูดความสนใจอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงการแปลงชีวมวล ในการศึกษานี้ โซลูชั่น ของเหลวที่มี gvl 80% และ 20% ด้วยน้ำเจือจางความเข้มข้นของกรดที่ใช้ในการย่อยสลายของชานอ้อย ผลของกากอ้อยโหลด ตั้งแต่ 1 ถึง 5 โดยน้ำหนักและปริมาณกรดที่แตกต่างกันในการศึกษามวลชีวภาพ ( ตารางที่ 1 ) การย่อยสลายกากอ้อยได้สำเร็จได้โดยใช้สารละลาย น้ำ gvl . สูงกว่ากรดซัลฟูริคความเข้มข้น 50 มม. ส่งผลให้ไม่โดดเด่นต่ออัตราการย่อยสลายของชานอ้อยในการทดลอง ซึ่งมีความสอดคล้องกับผลของ levoglucosan การผลิต [ 5 ] การย่อยสลายของชีวมวลโดยกรดเจือจางโดยทั่วไปจะดำเนินการอย่างน้อย 0.5 และ 1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก [ 18 ] ขณะที่ความเข้มข้นต่ำ 5 มม. ( ∼ 0.05 wt% ) เป็นที่ต้องการโดยการใช้ gvl / น้ำสารละลายซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงกระบวนการกู้คืนของกรดแร่และปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ชีวมวลที่ได้ผลิตภัณฑ์ ละครลดความเข้มข้นของกลูโคส น้ำตาลไซโลส และพบว่ามีการเพิ่มขึ้นของปริมาณการโหลด หลังจากการแยกเฟส , total sugars ถึงความเข้มข้นสูงสุดของ 24.08 กรัม / ลิตรค่าโหลดของ 1% ในขณะที่ความเข้มข้นต่ำสุดของ 4.14 กรัม / ลิตร พบว่า มีสูง ชีวมวล โหลด 5 % เป็นที่น่าสนใจว่าเมื่อต่อโหลดที่เพิ่มขึ้นจาก 1% ถึง 3% , ความเข้มข้นของกลูโคสที่ลดลง ในขณะที่เอนไซม์เพิ่มขึ้น gvl ช่วยการย่อยสลาย นำไปสู่ผลผลิตเพิ่มโดยการพอลิเมอไรเซชันของ levoglucosan ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์น้ำตาลน้ำหลัก อัตราการย่อยสลายชีวมวลสูงสุดถึง 67% และ ลดลงไป 10% กับชานอ้อยโหลดเพิ่มขึ้น 5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก อัตราการย่อยสลาย ต่ำ ส่งผลให้ความเข้มข้นต่ำของน้ำตาลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม จาก 5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก สามารถละลายได้ในสารละลาย gvl โหลดและแปลง levoglucosenone [ 5 ] , ชี้ให้เห็นว่าโครงสร้างที่ซับซ้อนของชานอ้อยอาจขัดขวางการเข้าถึงโซลูชั่น / น้ำ gvl เพื่อ polysaccharides โดยจะเชื่อมโยงเครือข่ายที่ซับซ้อนของลิกนินในผนังของเซลล์พืช [ 28 ] ดังนั้นการกำจัดลิกนินอาจเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายกากอ้อยในสารละลาย น้ำ gvl .3.2 . การกำจัดลิกนินช่วยเพิ่มการย่อยสลายกากอ้อยใน gvl / น้ำ โซลูชั่นหลายวิธีได้ถูกเสนอสำหรับการกำจัดลิกนิน จากชีวมวล lignocellulosic ในระหว่างที่ ไมโครเวฟ การรักษาพบว่าเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพ [ 3 ] ดังนั้น ไมโครเวฟโดยทั่วไปดำเนินการใน 400 W กับเสริม 1% NaOH ( รูปที่ 1 ) ลิกนินออกด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของเวลาการรักษา ผลการศึกษาพบว่ามากกว่า 90% ของปริมาณเริ่มต้นถูกลบออกจากชานอ้อย หลัง 8 นาที การรักษา และที่เหลือมีเพียง 0.7% ขณะที่ปริมาณของเซลลูโลส และลิกนิน hemicelluloses เพิ่มขึ้น 64.3 % และ 25.6 ตามลำดับ เพิ่มเวลาการรักษาถึง 10 นาที ส่งผลให้ไม่ชัดลดลิกนิน . หลังจากการกำจัดลิกนินได้ ที่เหลือถูกใช้เป็นวัสดุในการ gvl / น้ำสารละลาย ( ตารางที่ 2 ) และลิกนินออกชานอ้อยด้วย 1% โหลดเกือบจะละลายอย่างสมบูรณ์ในสารละลาย น้ำ gvl ในขณะที่มันเท่านั้นถึง 67% โดย microwavealkali ก่อน . น้ำตาลรวม 9.4 กรัม / ลิตรได้ด้วยผลผลิตน้ำตาลสูง 0.92 กรัม / ลิตร ซึ่งกลูโคสและไซโลน้ำตาลคือ 6.73 2.56 และ 0.11 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ น้ําตาลกำลังเข้มข้น 48.88 กรัมต่อลิตรหลังจากเฟส