FI66429C - Foerfarande foer produktion av glukos fraon cellulosa-materialsom innehaoller hemicellulosa och lignin - Google Patents
Foerfarande foer produktion av glukos fraon cellulosa-materialsom innehaoller hemicellulosa och lignin Download PDFInfo
- Publication number
- FI66429C FI66429C FI790790A FI790790A FI66429C FI 66429 C FI66429 C FI 66429C FI 790790 A FI790790 A FI 790790A FI 790790 A FI790790 A FI 790790A FI 66429 C FI66429 C FI 66429C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cellulose
- process according
- solvent
- lignin
- hemicellulose
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2405—Glucanases
- C12N9/2434—Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y302/00—Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
- C12Y302/01—Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
- C12Y302/01004—Cellulase (3.2.1.4), i.e. endo-1,4-beta-glucanase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
r_. KUULUTUSJULKAISU //inQ
M MuTLAOON.NGSSItlllFT 6 6429 ^ (51) K*Jlu/l*.a.3 C 13 K 1/02, C 12 P 19/02 SUOMI—FINLAND 790790 (niHdMkHM-./MMv*! 07.03.79 (23) AHcafiM—GHtlglMadag 07-03-79 (41) TafctfidwlMl — MMt offwdlt 09.09.79 ytM-μ (44) MW......,,1,, 29.06.84 htwt- och mhnwtywlm ' AmMm «l*d odk MUkrMMi p»Mearad 7 (32)(33)(31) *rr*«*r«**»* B«t*<prior** 08.03.78 USA(US) 884^79 Toteennäytetty-Styrkt (71) Purdue Research Foundation, Graduate House East, West Lafayette,
Indiana, USA(US) (72) George T. Tsao, West Lafayette, Indiana,
Michael R. Ladisch, West Lafayette, Indiana,
Christine M. Ladisch, West Lafayette, Indiana,
Teh-an Hsu, West Lafayette, Indiana, USA(US) (7^) Oy Kolster Ab (5^) Menetelmä glukoosin tuottamiseksi selluloosa-aineksista, jotka sisältävät hemiselluloosaa ja ligniiniä - Förfarande för produktion av glukos frän cellulosa-material, som innehäIler hemlcel-lulosa och 1ign in
Keksinnön kohteena on menetelmä glukoosin tuottamiseksi selluloosa-aineksista, jotka sisältävät hemiselluloosaa ja ligniiniä, jolloin hemiselluloosa poistetaan selluloosa-aineksista; selluloosa-aineksiin sisältyvä selluloosa liuotetaan huoneen lämpötilassa liuottimeen, joka liuotin on etyleenidiamiini, kadmiumoksidin ja veden seos.
Selluloosa-jäteaineisten, kuten maissin korsien, sahajauhon, olkien, bagassin jne., hyväksikäyttö on viime aikoina ollut voimakkaan mielenkiinnon kohteena, erityisesti mitä tulee tällaisten jäteaineisten hyväksikäyttöön polttoaineiden, elintarvikkeiden, kemikaalien ja muiden hyödyllisten tuotteiden varalähteiden kehittämiseen .
Selluloosa-ainekset sisältävät kolme pääkomponenttia, jotka ovat selluloosa, hemiselluloosa ja ligniini. Jo aikaisemmin on eh- 2 66429 dotettu ja/tai käytetty menetelmiä hemiselluloosan uuttamiseksi ja tällaista uutettua hemiselluloosaa voidaan käyttää hyväksi monissa tunnetuissa menetelmissä, kuten hydrolyysissä, fermentoinnissa, pyrolyysissä jne.
Myös ligniiniä on eristetty jo aikaisemminkin selluloosa-aineksista. Ligniinin vety- ja hiilipitoisuuden on havaittu olevan suurempi ja happipitoisuuden pienempi kuin selluloosalla ja hemi-selluloosalla ja sillä on suurin polttoarvo näistä kolmesta. Eristetty ligniini voidaan polttaa suoraan höyryn ja sähkön kehittämiseksi ja lisäksi sitä voidaan käyttää valmistettaessa lukuisia hyödyl-lsiä aineita, kuten vanilliinia, dimetyylisulfoksidia, dimetyylisul-fidia, metyylimerkaptaania ja katekolia.
Selluloosan talteenotto ja/tai hyväksikäyttö, esimerkiksi hydrolysoimalla glukoosin tuottamiseksi, on tähän asti kuitenkin muodostanut ongelman, mikä johtuu pääasiallisesti selluloosamolekyylien kiteisestä rakenteesta ja siinä olevasta ligniinisulusta.
Lisäksi aikaisemmin on tehty yrityksiä selluloosan hydroly-soimiseksi käyttämällä happoja tai entsyymejä. Tällaiset yritykset eivät kuitenkaan ole täysin onnistuneet; ainakaan ei ole saatu taloudellisesti houkuttelevaa menetelmää, joka olisi käyttökelpoinen antamaan tyydyttävän suuren saannon glukoosia tällaisissa selluloosa-aineksissa olevasta selluloosasta.
Tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle glukoosin talteen-ottamiseksi selluloosa-aineksista, on tunnusomaista, että liuennut selluloosa saostetaan uudelleen ja uudelleensaostunut selluloosa hydrolysoidaan sellulaasientyymillä glukoosin saamiseksi pH:n ollessa noin 5.
Kuten edellä esitettiin, muodostavat selluloosamolekyylit pitkälle järjestäytyneitä kiderakenteita. Lisäksi selluloosa-aineksissa ligniini keskilamellissa asettuu fysikaaliseksi suluksi, joka ympäröi selluloosakuituja tällaisissa aineksissa.
Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään valikoivaa liuotinuuttoa hemiselluloosan, selluloosan ja ligniinin (selluloosa-ainesten kolmen pääkomponentin) fraktioimiseksi. Tämä frak-tiointi on tarpeen, koska on havaittu, että sen jälkeen kun sellu-lossa on liuotettu liuokseen, sitä ei enää suojaa kiderakenne tai ligniinisulku ja selluloosa voidaan sen jälkeen helposti saostaa. Talteenotettu selluloosa hydrolysoidaan, jolloin saadaan suuri glu-koosisaanto.
3 66429
Sen jälkeen, kun selluloosa-ainekset on tarvittaessa tai haluttaessa fysikaalisesti pienennetty kokoon, joka on korkeintaan 40 mesh'ia, ne uutetaan ensin laimealla hapolla tai alkalilla hemisel-luloosan poistamiseksi. Jäännös sisältää hemiselluloosan poistamisen jälkeen selluloosaa ja ligniiniä.
Saatu jäännös liuotetaan sopivaan liuottimeen. Kirjallisuudessa on esitetty lukuisia liuottimia, jotka pystyvät liuottamaan selluloosan. Useiden tällaisten tutkimusten jälkeen havaittiin kadok-seeni-nimellä tunnetun liuottimen antavan parhaat tulokset. Kadok-seeni-liuottimen esittivät ensimmäisinä Jayme ja Neuschaffer (ks. Jayme, G. ja Neuschaffer, K., 1957, Die Naturwissenschafter, 44 (3): 62-63, ja Jayme, G. sekä Neuschaffer, K., 1957, Die Makromolekulare Chemie, 28: 71-83). Kadokseeni tehdään 25-30 %:ista etyleenidiamii-nia ja 70-75-%:ista vettä sekä myös n. 4,5-7 %:ista kadmiumia (lisättynä oksidina tai hydroksidina). Kadokseenilla on hyvät liuotus-ominaisuudet, se on kirkas, väritön, lähes hajuton neste, on pysyvä miltei rajoittamattoman ajan, aiheuttaa vain vähäistä selluloo-sakuitujen lyhenemistä ja on suhteellisen helppo valmistaa.
Se, että vesi on yhtenä osana kadokseeni-yhdistelmässä, on hyvin tärkeää. Useimmat selluloosa-jätteet sisältävät kosteutta. Kadokseeni ei vaadi jätteiden esikuivausta selluloosaa liuotettaessa, millä vältetään muutoin kallis työvaihe.
N. 10 g selluloosaa liuotettiin 100 g:aan kadokseenia esimerkkinä sen vaikutuksena osoittamiseksi. Liukenematon ligniini voidaan erottaa suodattamalla tai linkoamalla.
Selluloosa-kadokseeni-liuos on fysikaalisesti pysyvä, mutta tämä pysyvyys vaatii ilmeisesti suljetun tasapainon selluloosan, veden, etyleenidiamiinin ja kadmiumin välillä. Tämän tasapainon tarkkaa luonnetta ei täsmällisesti tunneta, mutta jos, esimerkiksi vettä lisätään ylimäärin, saostuu selluloosa takaisin liuoksesta. Kadokseenilla on korkea pH, ja hapon lisäämisen jälkeen selluloosa myös saostuu takaisin liuoksesta. Takaisinsaostunut selluloosa, samoin kuin muut lineaarit polymeerit, voi itsestään kiteytyä uudelleen. Uudelleen saostunut selluloosa voidaan sitten helposti hydrolysoida antamaan suuri glukoosi-saanto sellulaasientsyymillä. Esimerkiksi, lisäämällä jotakin happoa selluloosa-kadokseeni-liuokseen sen pH:n alentamiseksi n. viiteen (minkä jälkeen selluloosa saostuu takaisin) 4 66429 ja sen jälkeen lisäämällä Tricoderma viride-sellulaasi-liuos, ta-kaisinsaostunut selluloosa hydrolysoituu glukoosiksi. Liuoksessa oleva etyleenidiamiini ja kadmiumsuola eivät ilmeisesti inaktivoi entsyymiä .
Menetelmän taloudellisuuden parantamiseksi on tarpeen ottaa kadokseeni talteen ja käyttää uudelleen.
Erilaisin palautusmenetelmin menetelmä voidaan edelleen jakaa useisiin vaihtoehtoihin, joita kuvataan seuraavasti: (a) Lisätään vettä selluloosan saostamiseksi selluloosa-kadok-seeni-liuoksesta. Selluloosa erotetaan suodattamalla tai linkoamalla. Selluloosa hydrolysoidaan sitten glukoosiksi entsyymeillä. Neste voidaan lisätä CC^n kanssa kadmiumkarbonaatin saostamiseksi, joka puolestaan voidaan muuttaa kadmiumoksidiksi uudelleenkäyttöä varten. Vesipitoiseen liuokseen jäänyt amiini voidaan ottaa talteen standardimenetelmin, kuten tislaamalla tai uuttamalla.
(b) Lisätään CC>2 suoraan selluloosa-kadokseeni-liuokseen, minkä jälkeen sekä selluloosa että kadmiumkarbonaatti saostuvat. Erottamisen jälkeen nesteestä, joka sisältää etyleenidiamiinia, joka otetaan talteen, kuten kohdassa (a), kahden kiinteän sakan seosta voidaan käsitellä sellulaaseilla selluloosan hydrolysoimiseksi ja liuottamiseksi antamaan glukoosia. Jäljelle jäänyt kadmiunikarbo-naatti-sakka voidaan muuttaa kadmiumoksidiksi uudelleenkäyttöä varten .
(c) Lisätään veden kanssa sekoittumatonta liuotinta etylee-nidiaraiinin uuttamiseksi palauttamista varten, minkä jälkeen selluloosa saostuu. Täten seos voidaan yhdessä vaiheessa jakaa kolmeksi jakeeksi: amiiniksi orgaanisessa kerroksessa, kadmiumiksi vesipitoisessa kerroksessa ja selluloosaksi saostumana. Näitä kolmea jaetta käsitellään erikseen.
(d) Uudelleensaostettu selluloosa hydrolysoidaan glukoosiksi entsyyroiprosessilla. Sellulaasientsyymi (kaikkein todenäköisimmin en-do-1,4-beta-glukanaasi, mutta sellulaasi-mekanismit ovat vielä huomattavan kiistanalaisia) voi "liuentaa" selluloosan (muodostamalla sellodekstriinejä). Jotta hydrolyysi glukoosiksi saataisiin täydelliseksi voidaan käyttää joko vapaita tai immobiloituja sellulaaseja.
(e) Kadokseenista takaisinsaostuneen selluloosan on havaittu spontaanisti muodostavan pieniä palloja, jos sen annetaan seistä 5 66429 liuoksessa useita päiviä. Tällaiset palloset voivat toimia alustana, kun entsyymi immobiloidaan.
Sen jälkeen kun selluloosa on hydrolysoitu glykoosiksi, voidaan jäljelle jäänyt kiinteässä muodossa oleva ligniini erottaa saadusta glukoosiliuoksesta suodattamalla tai linkoamalla.
Tätä menetelmää varten käytetään seuraavia vaiheita: 1. Selluloosa-aineksia käsitellään hemiselluloosan poistamiseksi ; 2. Selluloosa-ainekset liuotetaan liuottimeen; 3. Lisätään vettä, happoa tai muuta nestettä, kuten metanolia selluloosan takaisinsaostamiseksi: 4. Hydrolysoidaan entsyymillä antamaan glukoosia, jolloin jäljelle jää ainoastaan veteen liukenematonta ligniiniä; ja 5. Erotetaan ligniini glukoosisiirapista suodattamalla.
Menetelmästä annetaan seuraavat esimerkit:
Esimerkki 1 oi-selluloosan esikäsittely ja hydrolyysi (a) Liuottimen (kadokseeni) valmistus 25-30-%:ista etyleenidiamiinia vedessä kyllästettiin lisäämällä ylimäärin kadmiumoksidia, joka oli sitä ennen kuivattu uunissa. Kadmiumoksidi, joka ei liuennut, muodosti hydroksidin, joka esiintyi valkoisena sakkana. Sakka suodatettiin tai lingottiin pois. Kad-miumoksidin lisäämis- ja hydroksidin erotustoimitus suoritettiin kahdesti sen varmistamiseksi, että saatiin kadmiumoksidilla kyllästetty liuos. Tällä tavalla saatiin vesipitoinen liuos, jossa oli 25-30 % etyleenidiamiinia ja 4,5 - 7 % kadmiumia. Kadmium- ja etyleenidiamii-ni-sisältönsä perusteella tämä liuotin yleensä tunnetaan nimellä kadokseeni.
(b) Ol-selluloosan liuotus (1) Kiteistä α-selluloosaa (Avicell), 0,1 g, lisättiin 10 ml: aan liuotinta, joka oli valmistettu kohdan (a) mukaisesti, ja sekoitettiin. Selluloosa oli täydellisesti liuennut 10 minuutissa huoneen olosuhteissa.
(2) Liuotustestejä toistettiin 0,1 g, 0,2 g, 0,3 g, 0,4 g ja 0,5 g:n annoksella kiteistä a-selluloosaa (Avicell), jokainen 10 ml:ssa liuotinta, menetelmällä, jossa selluloosa sekoitettiin liuottimen kanssa huoneolosuhteissa ja jäähdytettin sitten sijoittamalla 6 66429 jäihin. Ajat, jotka tarvittiin täydellistä liukenemista varten, on koottu taulukkoon 1.
Taulukko 1 % Avicell liuottimessa Liukenemisaika 1 2 minuuttia 2 2 minuuttia 3 7 minuuttia 4 9 minuuttia 5 15 minuuttia (3) Liuotustesti, suoritettuna, kuten edellä kohdassa (2) kuvattiin, toistettiin. Tässä tapauksessa liuotettiin kuitenkin amorfista selluloosaa kiteisen selluloosan asemesta. Käyttäen samoja sel-luloosamääriä ja samoja menetelmiä kuin kohdassa (3), havaittiin taulukkoon 2 kootut liukenemisajät.
Taulukko 2 % selluloosa liuottimessa Liukenemisaika 1 2 minuuttia 2 2 minuuttia 3 7 minuuttia 4 9 minuuttia 5 15 minuuttia (4) Liuokset, jotka sisälsivät suurempia määriä selluloosaa, tehtiin muuntelemalla liuottimen koostumusta ja muuttamalla liuotus-menettelyä. Kohdassa (a) valmistettuun liuottimeen lisättiin natrium-hydroksidia antamaan liuos, joka on 0,5 M natriumhydroksidin suhteen. 1 ml:aan modifioitua liuotinta lisättiin 300 mg Avicelliä, mitä seurasi ylimäärä CdOrta. Liuoksen sekoittamisen jälkeen saatiin miltei kirkas, hyvin viskoosinen liuos, jossa selluloosan pitoisuus oli n.
30 %.
(c) Entsyymin valmistus (1) Sellulaasientsyymiä (Enzyme Development Corporation,
New York) käsiteltiin seuraavasti antamaan entsyymi-valmiste "CS". Entsyymiä, 10 g, lisättiin 25 ml:aan vettä. Käyttäen ultrasuodatus- 7 66429 membraania entsyymiliuos väkevöitiin ja laimennettiin ylimäärällä vettä ja väkevöitiin sitten jälleen 25 ml:n tilavuuteen. Tätä toistettiin useita kertoja, kunnes entsyymivalmisteen suola- ja hiili-hydraattipitoisuus oli mitätön.
(2) Entsyymi-valmiste "CW" valmistettiin seuraavasti. Entsyymiä, 10 g, liuotettiin 100 ml:aan vettä. Seuraavaksi lisättiin 57 g ammoniumsulfaattia. Sekoittamisen jälkeen ammoniumsulfaatti liukeni ja muodostui valkoinen sakka. Tämä sakka erotettiin linkoamalla ja liuotettiin uudelleen 30 ml:aan vettä. Liuoksesta poistettiin sitten suola käyttäen Sephadex®b-25 (Pharmacia Corporation) ja täydennettiin lopulliseen n. 100 ml:n tilavuuteen.
(d) Kiteisen (^-selluloosan hydrolyysi (1) 1 tilavuusosaan 2-%:ista kiteistä ^selluloosaa liuotettuna kohdassa (a) kuvattuun liuottimeen, lisättiin 2 tilavuusosaa 30-%:ista HCl, mikä aiheutti liuenneen selluloosan uudelleensaostumi-sen. Tämän jälkeen lisättiin 5 tilavuusosaa natriumasetaatti-pusku-ria ja 1 tilavuusosa entsyymi-valmistetta "CS". Sekoittamisen ja in-kuboinnin jälkeen 50°C:ssa saatiin 30 minuutissa selluloosa muuttumaan glukoosiksi 50 %:iin asti. Ilmeisesti kadmiumin ja etyleenidi-amiinin läsnäolo ei in-aktivoinut entsyymiä.
(2) Yksi tilavuusosa 3-%:ista Avicell liuottimessa (a) sekoitettiin 2,5 tilavuuosan kanssa vettä, mikä aikaansai selluloosan ta-kaisinsaostumisen. Takaisinsaostunut selluloosa pestiin vedellä, minkä jälkeen selluloosan sakeus oli 0,5 %. Sen jälkeen, kun liuoksen pH oli asetettu puskurilla arvoon 5. lisättiin riittävästi ent-syymivalmistetta ”CW" antamaan entsyymin tilavuuden suhteeksi selluloosan painoon 18:1. Tämän liuoksen inkubointi 50°C:ssa antoi 80 %:n konversion glukoosiksi viidessä tunnissa ja 90 %:n konversion 50 tunnissa. Vertailuna antoi vertailukoe, jossa käytettiin selluloosaa, jota ei ollut liuotettu liuottimeen ja saostettu takaisin, ts. käsittelemätöntä selluloosaa, ainoastaan 15 %:n konversion viiden tunnin kuluttua ja 47 %:n konversion 50 tunnin kuluttua.
Esimerkki 2
Maanviljelysjäännösten esikäsittely ja hydrolyysi
Liuottimen ja entsyymi-liuosten valmistus tapahtui tarkoin esimerkissä 1 edellä kuvatulla tavalla.
8 66429 (a) Maissin tähkässä olevan selluloosan liuottaminen
Maissin tähkiä, jotka oli jauhettu seulaluvun 40 mesh kokoisiksi osasiksi, saatettiin kosketukseen laimean hapon kanssa hemi-selluloosan poistamiseksi. Jäännös ja liuotin yhdistettiin painosuhteessa 1:55, maissin tähkä/kadokseeni. 2,5 tunnin sekoittamisen jälkeen kiinteä ja nestemäinen faasi erotettiin toisistaan. Kiinteä faasi pestiin vedellä, kuivattiin ja punnittiin. Painohäviö, laskettuna kuivan kiinteän aineen alku- ja loppupainoista, oli niinkin korkea kuin 77 %. Tämä osoitti, että kaikki selluloosa-aines oli liuennut.
(b) Maissin jätteessä olevan selluloosan liuotus
Maissijäte, joka oli jauhettu seulalukuun 40 mesh. saatettiin kosketukseen laimean hapon kanssa hemiselluloosan poistamiseksi. Jäännös ja liuotin yhdistettiin painosuhtessa 1:10, maissijäte: kadoksee-ni. Sekoittaminen, pesu ja kiinteän aineen talteenotto suoritettiin, kuten esimerkissä 2 (a) kuvattiin. Painohäviön arvioitiin olevan välillä 44-94 % (kuivana laskettuna).
(c) Maissijäännöksen in situ -liuotus ja hydrolyysi
Maissijäännös, joka sisälsi 38 % Λ-selluloosaa, saatettiin kosketukseen laimean hapon kanssa hemiselluloosan poistamiseksi. Jäännös ja kadokseeni yhdistettiin maissijäännöksen painosuhteen kadoksee-nin ollessa 1:4,2. 12 tunnin seisomisen jälkeen lisättiin puskuria, vettä ja entsyymi-valmistetta "CW" antamaan jäännöksen 2,5-%:inen ' liuos pH-arvossa 5. Seoksen hydrolyysi 45°C:ssa antoi ^-selluloosan 72-%:isen konversion glukoosiksi 19 tunnissa. Koska esikäsittely liuottimena ja sen jälkeinen selluloosan takaisinsaostuminen tehtiin ensin erottamatta liuotinta ja liuennutta selluloosaa kiinteästä jäännöksestä, nimitettiin tätä menetelmää "in situ"-liuottamiseksi (ja takaisinsaostamiseksi).
(d) Bagassin (sokeriruokojäännöksen) in situ -liuotus ja hydrolyysi
Bagassi-jäännös, joka sisälsi 33 % Λ-selluloosaa, saatettiin kosketukseen laimean hapon kanssa hemiselluloosan poistamiseksi. Jäännös sekoitettiin kadokseenin kanssa bagassi: kadokseeni-painosuhteessa 1:4,2. Käyttäen samoja olosuhteita kuin esimerkissä 2 (c), saatiin 70 %:n konversio 19 tunnissa.
9 66429
Esimerkki 3
Hydrolyysi immobiloidulla entsyymillä (a) Immobiloidun entsyymin valmistus
Suodatuslevy, joka oli valmistettu kemiallisesti aktivoidusta huokoisesta PVC-membraaniaineesta (toimittaa Amerace Corporation, Butter New Jersey) upotettiin kahdeksi tunniksi huoneen olosuhteissa liuokseen, jossa oli 10 % glutaarialdehydiä puskuroituna fosfaatilla pH-arvoon 7. Pesun jälkeen vedellä ja natriumasetaatti-puskurilla (pH 5) levy upotettiin entsyymi-valmisteeseen "CW" 12 tunniksi 4°C:ssa. Sen jälkeen levy pestiin puskurilla, pantiin kolonnilaitteeseen ja käytettiin, kuten seuraavassa kuvataan.
(b) Sellodekstriinien hydrolyysi
Sellodekstriinien hydrolyysi immobiloidulla etnsyymillä johti täydelliseen liukenemiseen, jolloin 79 % muuttui glukoosiksi ja loput sellodekstriineiksi. Tämä kirkas liuos vietiin viisi kertaa immobiloidun entsyymilevyn läpi, mistä oli seurauksena glukoosikonversion kasvu 79 %:sta 81 %:iin. Glukoosia muodostui liukoisten sello-oligosakkaridien hydrolysoitumisesta glukoosiksi. Suoritettiin vertaileva tutkimus käyttäen ainoastaan liukoista entsyymiä, peräkkäisesti.
Tässä kokeessa glukoosi-konversio pysyi muuttumattomana 79 %:ssa yhtä pitkänä aikana.
Claims (10)
1. Menetelmä glukoosin tuottamiseksi selluloosa-aineksista, jotka sisältävät hemiselluloosaa ja ligniiniä, jolloin hemiselluloosa poistetaan selluloosa-aineksista; selluloosa-aineksiin sisältyvä selluloosa liuotetaan huoneen lämpötilassa liuottimeen, joka liuotin on etyleenidiamiinin, kad-miumoksidin ja veden seos, tunnettu siitä, että liuennut selluloosa saostetaan uudelleen ja uudelleensaostunut selluloosa hydrolysoidaan sellulaasientsyymillä glukoosin saamiseksi pH:n ollessa noin 5.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että selluloosa-ainekset pienennetään fysikaalisesti kokoon, joka on korkeintaan 40 mesh'iä, ennen hemiselluloosan poistamista siitä.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että hemiselluloosa poistetaan uuttamalla laimealla hapolla tai alkalilla.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ligniini erotetaan selluloosa-aineksista suodattamalla tai linkoamalla sen jälkeen, kun selluloosa on hydrolysoitu glukoosin saamiseksi.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisättävä sellulaasientsyymi on endo- 1,4-beta-glukanaasi.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lisättävä sellulaasientsyymi on Tricoderma viride-sellulaasiliuos.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin otetaan talteen uudelleenkäyttöä varten.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että liuotin otetaan talteen lisäämällä COjSta kad-miumkarbonaatin saostamiseksi, joka voidaan muuttaa kadmiumoksi-diksi uudelleenkäyttöä varten.
9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että liuotin otetaan talteen lisäämällä veden kanssa 11 66429 sekoittumatonta liuotinta etyleenidiamiinin uuttamiseksi uudelleen-kierrätystä varten saadun seoksen jakamiseksi kolmeksi jakeeksi, jotka käsittävät orgaanisen amiini-kerroksen, vesipitoisen kad-miumkerroksen ja selluloosa-saostuman.
10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrolyysi saadaan täydelliseksi käyttämällä joko vapaita tai immobiloituja entsyymejä. 12 66429
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US88447978A | 1978-03-08 | 1978-03-08 | |
US88447978 | 1978-03-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI790790A FI790790A (fi) | 1979-09-09 |
FI66429B FI66429B (fi) | 1984-06-29 |
FI66429C true FI66429C (fi) | 1984-10-10 |
Family
ID=25384704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI790790A FI66429C (fi) | 1978-03-08 | 1979-03-07 | Foerfarande foer produktion av glukos fraon cellulosa-materialsom innehaoller hemicellulosa och lignin |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS54160756A (fi) |
AU (1) | AU524748B2 (fi) |
BR (1) | BR7901384A (fi) |
CA (1) | CA1118380A (fi) |
DE (1) | DE2908991A1 (fi) |
FI (1) | FI66429C (fi) |
FR (1) | FR2423580A1 (fi) |
GB (1) | GB2017707B (fi) |
PH (1) | PH19854A (fi) |
SE (1) | SE439929B (fi) |
ZA (1) | ZA79961B (fi) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3428661A1 (de) * | 1983-08-09 | 1985-03-07 | Krupp Industrietechnik GmbH Werk Buckau Wolf, 4048 Grevenbroich | Verfahren zur hydrolyse von lignocellulosehaltiger biomasse |
GB0218019D0 (en) * | 2002-08-05 | 2002-09-11 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
GB0218012D0 (en) * | 2002-08-05 | 2002-09-11 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
DE602006019919D1 (de) | 2006-03-29 | 2011-03-10 | Virginia Tech Intell Prop | Celluloselösungsmittelbasierte fraktionierung von lignocellulose unter mässigen reaktionsbedingungen und eduktrückführung |
BRPI0909297B1 (pt) | 2008-03-14 | 2019-07-02 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc | Método de e sistema para fracionamento de biomassa lignocelulósica |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3212933A (en) * | 1963-04-12 | 1965-10-19 | Georgia Pacific Corp | Hydrolysis of lignocellulose materials with solvent extraction of the hydrolysate |
-
1979
- 1979-02-28 ZA ZA79961A patent/ZA79961B/xx unknown
- 1979-02-28 AU AU44703/79A patent/AU524748B2/en not_active Ceased
- 1979-02-28 GB GB7907044A patent/GB2017707B/en not_active Expired
- 1979-03-02 SE SE7901896A patent/SE439929B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-03-06 DE DE2908991A patent/DE2908991A1/de not_active Withdrawn
- 1979-03-07 FI FI790790A patent/FI66429C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-03-07 BR BR7901384A patent/BR7901384A/pt unknown
- 1979-03-07 JP JP2660379A patent/JPS54160756A/ja active Pending
- 1979-03-08 PH PH22269A patent/PH19854A/en unknown
- 1979-03-08 FR FR7906024A patent/FR2423580A1/fr active Granted
- 1979-03-08 CA CA000322980A patent/CA1118380A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE7901896L (sv) | 1979-09-09 |
FI66429B (fi) | 1984-06-29 |
FR2423580A1 (fr) | 1979-11-16 |
JPS54160756A (en) | 1979-12-19 |
AU524748B2 (en) | 1982-09-30 |
ZA79961B (en) | 1980-03-26 |
AU4470379A (en) | 1979-09-13 |
SE439929B (sv) | 1985-07-08 |
FI790790A (fi) | 1979-09-09 |
FR2423580B1 (fi) | 1984-05-25 |
GB2017707A (en) | 1979-10-10 |
BR7901384A (pt) | 1979-10-02 |
DE2908991A1 (de) | 1979-09-20 |
CA1118380A (en) | 1982-02-16 |
GB2017707B (en) | 1982-11-17 |
PH19854A (en) | 1986-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4281063A (en) | Process for treating cellulosic materials and obtaining glucose therefrom | |
FI66645C (fi) | Foerfarande foer hydrolysering av cellulosa i ett cellulosamaterial | |
CA2698655C (en) | A method for the conversion of cellulose | |
KR20210088650A (ko) | 공융 용매 및 리그닌 추출에서의 이의 응용 | |
CN102261007B (zh) | 一种农林纤维素生物质全组份的分级分离方法及利用分离后组份制备燃料酒精和低聚木糖 | |
Tsao et al. | Fermentation substrates from cellulosic materials: production of fermentable sugars from cellulosic materials | |
US20100196967A1 (en) | Fractionation of a lignocellulosic material | |
NO145201B (no) | Fremgangsmaate til gjenvinning av sukkere, eventuelt cellulose og eventuelt lignin fra lignocelluloseaktige planteraastoffer | |
US1917539A (en) | Conversion of cellulose | |
CN109232909B (zh) | 一种农林生物质分离高活性木质素的方法 | |
EA018491B1 (ru) | Способ получения сахаров из биомассы | |
EP0143490A2 (en) | Process for the preparation of oligosaccharides-containing products from biomass, oligosaccharides-containing products and their use | |
CN110241644A (zh) | 一种农作物秸秆全组分分离及综合利用的方法 | |
Peng et al. | Separation of hemicelluloses from Eucalyptus species: investigating the residue after alkaline treatment | |
EP2971333A1 (en) | Treatment | |
KR20150091384A (ko) | 바이오매스 가수분해물의 제조 방법 | |
FI66429C (fi) | Foerfarande foer produktion av glukos fraon cellulosa-materialsom innehaoller hemicellulosa och lignin | |
CN101709081B (zh) | 从棉籽粕中提取棉籽蛋白的方法 | |
ES2918154T3 (es) | Método de producción de lignina y hemicelulosa a partir de un material lignocelulósico vegetal | |
CN112029115A (zh) | 一种原位合成深度低共熔溶剂分离提取木质素的方法 | |
US4265675A (en) | Nontoxic cellulose solvent and process for forming and utilizing the same | |
FI65801C (fi) | Foerfarande foer utvinning av glukos i gott utbyte ur cellulosa | |
BR112016002086B1 (pt) | Preparação de lignina, fertilizante e seu uso | |
Funk | Recovery of pentoses and hexoses from wood and other material containing hemicellulose and further processing of C5-and C6-components | |
FI72348C (fi) | Foerfarande foer loesning och hydrolysering av ett cellulosahaltigt material. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB | Publication of examined application | ||
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: PURDUE RESEARCH FOUNDATION |