撹拌槽反応器のセミバッチ運転による小麦ワラのアルカリ酸化脱リグニン化の促進

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Bioresour. Technol..2020 Sep;312:123589. S0960-8524(20)30861-0. doi: 10.1016/j.biortech.2020.123589.Epub 2020-05-26.

撹拌槽反応器のセミバッチ運転による小麦ワラのアルカリ酸化脱リグニン化の促進

Enhancement of alkaline-oxidative delignification of wheat straw by semi-batch operation in a stirred tank reactor.

Alicia Hernández-Guzmán
Ivette Michelle Navarro-Gutiérrez
Perla Araceli Meléndez-Hernández
Javier Ulises Hernández-Beltrán
Héctor Hernández-Escoto

PMID: 32498011 DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123589.

抄録

本論文では、撹拌槽反応器を用いた小麦ワラのアルカリ酸化前処理のセミバッチ運転と従来の前処理の比較を行った。前処理には、異なる濃度のバイオマス(6%～12% w/v)と2種類の粒子径(メッシュ#40-60と#>60)を用いて実験を行った。プロセスの性能は、バイオマスのリグノセルロース組成の分析、およびNovozymes®によるCellic® CTec2酵素複合体を用いた前処理バイオマスの酵素加水分解によって評価されました。セミバッチ操作のプロセス時間はバッチ操作よりも大幅に短く、より高いバイオマス負荷を可能にし、脱リグニン収率は55～60%であった。反応時間の最初の5hでは、酵素加水分解実験は、メッシュ#>60メッシュと#40-60を使用した場合の還元糖転換率に応じて、それぞれ72と66%の最大収率に達しました。

This paper compares a semi-batch operation and a conventional one of an alkaline oxidative pretreatment of wheat straw carried out in a stirred tank reactor. For the pretreatment, different concentrations of biomass (6% up to 12% w/v) and two different particle sizes (mesh #40-60 and #>60) were experimented. The performance of processes was evaluated through the analysis of lignocellulosic composition of the biomass, and the enzymatic hydrolysis of pretreated biomass using the Cellic® CTec2 enzyme complex by Novozymes®. The process time of semi-batch operation is significantly lower than the batch one and enables a higher load of biomass, showing a delignification yield between 55 and 60%. In the first 5 h of reaction time, the enzymatic hydrolysis experiments reached their maximum yields of 72 and 66% according to reducing sugars conversion when using the mesh #>60 mesh and #40-60, respectively.