Charakterizace produktů reziduální lignocelulózové biomasy předupravené pomocí "Steam explosion"

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F24%3A63589138" target="_blank" >RIV/70883521:28610/24:63589138 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Charakterizace produktů reziduální lignocelulózové biomasy předupravené pomocí "Steam explosion"

Popis výsledku v původním jazyce

Efektivní separace ligninu je důležitým faktorem pro využití složek lignocelulózové biomasy (LCB). V této studii byly zkoumány vlastnosti kapalné frakce po oddělení od vláknité složky u rákosu (Phragmites australis), pšeničných stébel (Triticum aestivum) a kukuřičných stonků (Zea mays) před-upravených ekologicky šetrnou autohydrolýzou – parní explozí (SE). Stanovení podmínek parní exploze bylo definováno severity factorem (logR0) pro účinnou separaci vláken a tekutého podílu biomasy. Komplexní analýza složení kapalné fáze a těkavých organických látek (VOCs) ve vláknech získaných parní explozí poskytla detailní pohled na složení produktů. Moderní analytické metody, včetně GC-MS, GC-FID, GC-HS-FID, UHPLC-ELSD, GPC-RI a spektroskopických technik, umožnily charakterizaci organických sloučenin a jejich distribuci. Detekce VOCs ve vláknech, jako kyselina octová či furanové deriváty, zdůraznily významnost oddělení kapalné frakce od vláknité složky. Výsledky naznačují, že předúprava biomasy parní explozí má významný vliv na složení produktů pro využití v různých průmyslových odvětvích, včetně chemického, zdravotnického, plastikářského průmyslu a výroby biopaliv. Nejvyšší hodnoty jednoduchých sacharidů (C5 a C6) vhodných pro fermentaci biopaliv dosahovaly výtěžku 74.5 g/kg za podmínek logR0 = 3.25, a to u rákosové biomasy. Studium také identifikovalo několik necukerných sloučenin, jako jsou fenoly, furanové deriváty a různé kyseliny, s potenciálem pro průmyslové využití [1–3]. Tato studie nabízí cenné poznatky pro optimalizaci procesu SE a následné využití residuálních hospodářských surovin v rámci cirkulární ekonomiky.

Název v anglickém jazyce

Characterization of Products from Residual Lignocellulosic Biomass Pretreated by Steam Explosion

Popis výsledku anglicky

The effective separation of lignin is an important factor for utilizing the components of lignocellulosic biomass (LCB). This study examined the properties of the liquid fraction separated from the fibrous part of reed (Phragmites australis), wheat straw (Triticum aestivum), and corn stalks (Zea mays) pretreated with environmentally friendly autohydrolysis – steam explosion (SE). The steam explosion conditions were defined by the severity factor (logR0) to achieve effective separation of the fibers and the liquid portion of the biomass. A comprehensive analysis of the liquid phase composition and volatile organic compounds (VOCs) in the fibers obtained after steam explosion provided a detailed insight into the composition of the products. Modern analytical methods, including GC-MS, GC-FID, GC-HS-FID, UHPLC-ELSD, GPC-RI, and spectroscopic techniques, enabled the characterization of organic compounds and their distribution. The detection of VOCs in the fibers, such as acetic acid and furan derivatives, highlighted the importance of separating the liquid fraction from the fibrous component. The results suggest that steam explosion pretreatment of biomass significantly influences the composition of the resulting products for applications across various industries, including chemical, medical, plastics, and biofuel production. The highest yields of simple sugars (C5 and C6) suitable for biofuel fermentation reached 74.5 g/kg under conditions of logR0 = 3.25, particularly from reed biomass. The study also identified several non-sugar compounds, such as phenols, furan derivatives, and various acids, with potential for industrial applications [1–3]. This study offers valuable insights into optimizing the SE process and the subsequent utilization of residual agricultural raw materials within the framework of the circular economy.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20903 - Bioproducts (products that are manufactured using biological material as feedstock) biomaterials, bioplastics, biofuels, bioderived bulk and fine chemicals, bio-derived novel materials

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů