3.2. Optimisation of dilute H2SO4 p

3.2. Optimisation of dilute H2SO4 pretreatment of CGT and cellulose
digestibility
The use of dilute acid at elevated temperature is a well documented pretreatment method for recovering high amounts of fermentable sugars from lignocellulosic substrates (Brodeur et al.,2011; da Costa Sousa et al., 2009; Hendriks and Zeeman, 2009). Previous processing studies of agroforestry biomass have established that pretreatment variables such as temperature, acid concentration and residence time play a critical role in dictating hemicellulose solubilisation, persistence of polymerised sugars within the fibres and the efficiency of subsequent enzymatic hydrolysis of cellulose (McIntosh et al., 2012; Mosier et al., 2005; Vancov and McIntosh, 2012). In this study, RSM incorporating variables of temperature, time and acid concentration was used to define optimum pretreatment process parameters for maximum enzymatic conversion of cellulose to glucose. Following pretreatments, solid residues (fibre) were quantitatively recovered and initially subject to compositional analysis. The recovered fibre ranged from 72% in the absence on any acid catalyst to as little as 33% under very harsh pretreatment conditions(Table 3). CGT fibre losses correlated well with pretreatment severity. Degradation and solubilisation of hemicellulose fractions and the apparent depolymerisation of cellulose in conjunction with a high soluble extractive content may account for the excessive loss of material following pretreatment. The composition of recovered pretreated fibre had undergone significant changes and for the most part was completely devoid of hemicellulose sugars(Table 3). Likewise, all minor hemicellulose components (arabinan and galactan) were also completely solubilised during pretreatments(data not shown). The cellulose content modestly increased from 31% (untreated CGT) to a maximum of 46%, however, based on prior experiences with crop residues a greater enrichment in
cellulose was anticipated (Vancov and McIntosh, 2011a,b). In fact,under the most extreme conditions tested (e.g. run 1 and 8) a decline to 28% in cellulose content when compared to the original CGT biomass was observed. This decrease in ascribed to the solubilisation and ensuing partial degradation of glucose to hydroxymethylfurfural(HMF). Although not a typical response, Jeoh and Agblevor (2001) also reported severe depolymerisation and solubilisation of glucan in steam exploded CGT. They attributed the unique composition of CGT and the high proportion of naked cotton fibre as being completely exposed, thereby rendering the cellulose more susceptible to depolymerisation than other lignocellulosic feedstocks. The effects of pretreatment conditions on glucan digestibility were determined by cellulase hydrolysis of pretreated fibre under standardised cellulase isodosing conditions of 20 FPU/g and 48 h duration. These enzymatic strategies were not intended to maximise sugar recoveries but to augment and draw out those parameters critical to the success of the pretreatment process. The glucose recoveries summarised in Table 3 reveal maximum enzyme catalysed glucose recoveries reach 280 mg/g pretreatedfibre (or 61% theoretical), representing a 2.07-fold increase over yields from untreated CGT under the same enzymatic conditions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.2 การเพิ่มประสิทธิภาพของ dilute กำมะถัน pretreatment CGT และเซลลูโลสdigestibilityการใช้กรด dilute ที่อุณหภูมิสูงเป็นวิธี pretreatment ด้วยเอกสารสำหรับการกู้คืนจำนวน fermentable น้ำตาลสูงจากพื้นผิว lignocellulosic (Brodeur et al., 2011; al. et Sousa, 2009 ดาคอสต้า Hendriks ก Zeeman, 2009) ประมวลผลการศึกษาก่อนหน้านี้ของชีวมวล agroforestry ได้กำหนดว่า ตัวแปร pretreatment เช่นอุณหภูมิ ความเข้มข้นกรด และอาศัยเวลาเล่นบทบาทสำคัญในการบอก solubilisation hemicellulose ติดตาของน้ำตาล polymerised ภายในน้อย ๆ และประสิทธิภาพของไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบต่อมาของเซลลูโลส (แมคอินทอชและ al., 2012 Mosier et al., 2005 Vancov กแมคอินทอช 2012) ในการศึกษานี้ RSM เพจตัวแปรอุณหภูมิ เวลาและความเข้มข้นกรดถูกใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์กระบวนการ pretreatment เหมาะสมสำหรับแปลงเอนไซม์ในระบบสูงสุดของเซลลูโลสกลูโคส ต่อ pretreatments ตกเป็นของแข็ง (ไฟเบอร์) ได้วิเคราะห์ compositional quantitatively กู้คืน และเริ่มต้นข้อ เส้นใยคืนอยู่ในช่วงจาก 72% ในการขาดงานบนเศษใด ๆ กรดไปเล็กน้อยเป็น 33% ภายใต้เงื่อนไข pretreatment รุนแรงมาก (ตาราง 3) สูญเสียเส้นใย CGT correlated ดี pretreatment ความรุนแรง ย่อยสลายและ solubilisation ของ hemicellulose เศษและ depolymerisation ชัดเจนของเซลลูโลสร่วมกับเนื้อหาละลาย extractive สูงอาจบัญชีสำหรับขาดทุนมากเกินไปของ pretreatment วัสดุต่อไปนี้ ส่วนประกอบของเส้นใย pretreated กู้มีเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ และส่วนใหญ่ได้อย่างสมบูรณ์ปราศจากน้ำตาล hemicellulose (ตาราง 3) ในทำนองเดียวกัน hemicellulose รองส่วนประกอบทั้งหมด (arabinan และ galactan) ได้ยังสมบูรณ์ solubilised ระหว่าง pretreatments (ข้อมูลไม่แสดง) เนื้อหาเซลลูโลสเพิ่มขึ้นจาก 31% (ไม่ถูกรักษา CGT) สูงสุด 46% อย่างไรก็ตาม ตามพืชตกค้างก่อนประสบการณ์โดดเด่นมากขึ้นในทั้งเซลลูโลสถูกคาดการณ์ไว้ (Vancov และแมคอินทอช 2011a, b) ในความเป็นจริง ใต้สุดสภาวะทดสอบ (เช่นรัน 1 และ 8) ลดลง 28% ในเนื้อหาเซลลูโลสเมื่อเทียบกับชีวมวล CGT เดิมถูกดำเนินการ การลดลงของ ascribed solubilisation และย่อยสลายบางส่วนเพราะน้ำตาลกลูโคสเพื่อ hydroxymethylfurfural(HMF) แม้ว่าไม่ปกติตอบสนอง Jeoh และ Agblevor (2001) ยังรายงาน depolymerisation รุนแรงและ solubilisation glucan ในไอน้ำกระจาย CGT พวกเขาเกิดจากองค์ประกอบเฉพาะของ CGT และสัดส่วนสูงของเส้นใยฝ้ายเปลือยเป็นสมบูรณ์สัมผัส จึงแสดงเซลลูโลสมากไวต่อการ depolymerisation กว่าวมวลอื่น ๆ lignocellulosic ผลของเงื่อนไข pretreatment glucan digestibility ถูกกำหนด โดยไฮโตรไลซ์ cellulase ของเส้นใย pretreated ภายใต้เงื่อนไข isodosing cellulase แบบของ FPU 20 g และ 48 h ระยะเวลา กลยุทธ์เหล่านี้เอนไซม์ในระบบไม่ต้องเพิ่มน้ำตาล recoveries แต่การเพิ่ม และถอนพารามิเตอร์ที่สำคัญสู่ความสำเร็จของกระบวนการ pretreatment Recoveries น้ำตาลใน summarised ในตารางที่ 3 เปิดเผย recoveries กลูโคส catalysed เอนไซม์สูงสุดถึง 280 mg/g pretreatedfibre (หรือ 61% ทฤษฎี), แทนการ 2.07-fold เพิ่มขึ้นมากกว่าอัตราผลตอบแทนจาก CGT ไม่ถูกรักษาภายใต้เงื่อนไขที่เอนไซม์ในระบบเดียวกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.2 . การเพิ่มประสิทธิภาพของกรดซัลฟิวริกเจือจาง การย่อยเซลลูโลสและ CGT

ใช้เจือจางกรดที่อุณหภูมิสูงคือการบันทึกวิธีการกู้คืนปริมาณสูงของหมักน้ำตาลจาก lignocellulosic พื้นผิว ( บรอเดอร์ et al . , 2011 ; ดาคอสตา ซูซา et al . , 2009 ; เฮนดริกส์ และ ซีแมน , 2009 )ก่อนการประมวลผลการศึกษามวลชีวภาพของวนเกษตร มีการก่อตั้งว่า ตัวแปร เช่น อุณหภูมิ ความเข้มข้นของกรดและเวลาที่อยู่อาศัยมีบทบาทสําคัญใน solubilisation และเฮมิเซลลูโลส เก็บรักษาของ polymerised น้ำตาลภายในเส้นใยและประสิทธิภาพการย่อยด้วยเอนไซม์ต่อเซลลูโลส ( แมคอินทอช et al . , 2012 ; Mosier et al . , 2005vancov และ แมคอินทอช , 2012 ) ในการศึกษานี้จึงได้ RSM ตัวแปรของอุณหภูมิ เวลา และความเข้มข้นของกรดที่ใช้กำหนดพารามิเตอร์กระบวนการปรับสภาพที่เหมาะสมสำหรับการแปลงสูงสุดของเอนไซม์เซลลูโลสกลูโคส ต่อไปนี้การเตของของแข็ง ( เส้นใย ) เชิงปริมาณการกู้คืนและเริ่มเรื่องการวิเคราะห์ส่วนประกอบ .การค้นพบเส้นใยระหว่าง 72% ในการขาดบนตัวเร่งปฏิกิริยากรดเล็กน้อยเป็น 33% ภายใต้เงื่อนไขการแข็งกร้าวมาก ( ตารางที่ 3 ) มีความสัมพันธ์กับความรุนแรงของ CGT เส้นใยจากการ .การย่อยสลายและ solubilisation ของเฮมิเซลลูโลส เศษส่วน และ depolymerisation ชัดเจนของเซลลูโลสร่วมกับปริมาณสูงที่เนื้อหาอาจบัญชีสำหรับการสูญเสียของวัสดุต่อไปนี้การมากเกินไป . องค์ประกอบของคืนที่ผ่านเส้นใยที่ได้ รับการเปลี่ยนแปลง และส่วนใหญ่ก็ปราศจากน้ำตาลเฮมิเซลลูโลส ( ตารางที่ 3 ) อนึ่งทั้งหมดส่วนประกอบรองเฮมิเซลลูโลส ( arabinan และกาแลคแทน ) ก็ solubilised สมบูรณ์ในระหว่างการเต ( ข้อมูลไม่แสดง ) เซลลูโลสเนื้อหาปรับตัวเพิ่มขึ้นจาก 31 % ( untreated CGT ) สูงสุดถึง 46% อย่างไรก็ตาม จากประสบการณ์เดิม ด้วยการปลูกพืชตกค้างมากขึ้นใน
เซลลูโลสคือ ( และคาดว่า vancov แมคอินทอช 2011a , B ) ในความเป็นจริงภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมากที่สุด ( เช่น วิ่ง 1 และ 8 ) ลดลง 28% ในเนื้อหาเซลลูโลส เมื่อเทียบกับจำนวนสาขาเดิม ) ลดลงนี้ใน ascribed ไป solubilisation ตามมาบางส่วนและการย่อยสลายกลูโคส hydroxymethylfurfural ( hmf ) แม้ว่าจะไม่ได้โดยทั่วไปการตอบสนองjeoh agblevor ( 2001 ) และยังมีรายงานและรุนแรง depolymerisation solubilisation ของกลูแคนในไอน้ำระเบิด CGT . มันเกิดจากองค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์ของ CGT และสัดส่วนของเส้นใยผ้าฝ้ายเปลือยถูกเปิดเผย จึงทำให้เซลอ่อนแอมากขึ้นเพื่อ depolymerisation กว่า lignocellulosic วัตถุดิบอื่น ๆผลของการปรับสภาพการย่อยเอนไซม์กลูแคนซึ่งการได้รับเส้นใยเซลลูเลสภายใต้มาตรฐาน isodosing เงื่อนไข 20 FPU / g และ 48 ชั่วโมงระยะเวลา กลยุทธ์เหล่านี้โดยไม่ตั้งใจจะเพิ่มน้ำตาลในตลาด แต่แต่งเติมวาดออกพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อความสำเร็จของกระบวนการปรับสภาพ .กลูโคสในขั้นสรุปตารางที่ 3 เปิดเผย catalysed กลูโคสเอนไซม์สูงสุดเมื่อถึง 280 มิลลิกรัม ( หรือร้อยละ 61 pretreatedfibre ทฤษฎี ) หรือ 2.07-fold เพิ่มมากกว่าผลผลิตจากเอนไซม์ดิบ CGT ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน .