Сравнительный анализ влияния предобработки осиновой древесины водными и водно-органическими растворами серной и азотной кислоты на ее реакционную способность при ферментативном гидролизе

Г.С . Доценко; Д.О. Осипов; И.Н. Зоров; А.П. Синицын

doi:10.18412/1816-0387-2015-5-67-73

Сравнительный анализ влияния предобработки осиновой древесины водными и водно-органическими растворами серной и азотной кислоты на ее реакционную способность при ферментативном гидролизе

Г.С . Доценко, Д.О. Осипов, И.Н. Зоров, А.П. Синицын

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2015-5-67-73

Полный текст:

PDF (Rus)

Аннотация

Проведено сравнение влияния методов предобработки древесины осины водными растворами серной и азотной кислот, а также водно-органическими (этанол, бутанол) растворами серной кислоты (органозольв) на предельную степень конверсии этого вида сырья в простые сахара в ходе ферментативного гидролиза. Проанализировано влияние температуры, концентрации кислоты, состава органической фазы (для серной кислоты) и давления (для азотной кислоты) на эффективность процесса предобработки. Показано, что использование органозольва 0,5 %-ной серной кислоты позволяет увеличить реакционную способность измельченной древесины осины в 3–4 раза по сравнению с исходным сырьем. Наиболее эффективной является предобработка 4,8 %-ным водным раствором азотной кислоты (125 °С, 1,8 МПа, 60 мин), которая увеличивает реакционную способность измельченной осиновой древесины более чем в 5 раз.

Ключевые слова

предобработка древесины осины, органозольв, реакционная способность лигноцеллюлозного сырья, ферментативное осахаривание, Penicillium verruculosum

Об авторах

Г.С . Доценко

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологий» РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха
Россия
канд. хим. наук

Д.О. Осипов

И.Н. Зоров

А.П. Синицын

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологий» РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха
Россия
д-р хим. наук

Список литературы

1. Букштынов А.Д., Грошев Б.И., Крылов Г.В. // Леса. М.: Мысль, 1981. 316 с.

2. Рубки и восстановление леса // Сб. науч. тр. ВНИИ лесоводства и механизации лесн. хоз-ва. М.: ВНИИЛМ, 1980. 120 с.

3. Johansson T. // Biomass and Bioenergy. 2002. Vol. 23. P. 245—255.

4. Zhu J.Y., Gleisner R., Scott C.T., Luo X.L., Tian S. // Bioresource Technol. 2011. Vol. 102. P. 8921—8929.

5. Goshadrou A., Karimi K., Lefsrud M. // Carbohydrate Polymers. 2013. Vol. 96. P. 440— 449.

6. Доценко Г.С., Чекушина А.В., Кондратьева Е.Г., Правильников А.Г., Андрианов Р.М.,Осипов Д.О., Синицына О.А., Короткова О.Г., Степанов В.И., Новожилов Е.В., Ачильдиев Е.Р., СиницынА.П. // Лесной вестник. 2012. No 8. C. 129—135.

7. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. // Химия древесины и синтетических полимеров. Санкт-Петербург: СПбЛТА, 1999. 628 c.

8. Conde-Mejíaa C., Jiménez-Gutiérreza A., El-Halwagi M. // Process Safety and Environmental Protection. 2012. Vol. 90. P. 18 9 —2 0 2 .

9. Alvira P., Tomás-PejóE., Ballesteros M., Negro M.J. // Bioresource Technol. 2010. Vol. 101. P. 4851—4861.

10. Eggeman T., Elander R.T. // Bioresource Technol. 2005. Vol. 96. P. 2 01 9 —2 0 2 5 .

11. Papatheofanous M.G., Billa E., Koullas D.P., Monties B., Koukios E.G. // Bioresource Technol. 1995. Vol. 54. P. 305—310.

12. Park N., Kim H., Koo B., Yeo H., Choi I. Organosolv pretreatment with various catalysts for enhancing enzymatic hydrolysis of pitch pine (Pinus rigida) // Bioresource Technol. 2010. Vol. 101. P. 7 0 4 6 —7 0 53 .

13. Hendriks A.T.W.M., Zeeman G. // Bioresourсe Technol. 2009. Vol. 100. P. 10—18.

14. Wyman C.E. // Handbook on bioethanol: production and utilization. Washington DC. Taylor and Francis. 1996. 442 p.

15. Brodeur G., Yau E., Badal K., Collier J., Ramachandran K.B., Ramakrishnan S. // EnzymeResearch. 2011. Vol. 2011. doi:10.4061/2011/787532. 17 p.

16. Синицын А.П., Гусаков А.В., Черноглазов В.М. // Биоконверсия лигноцеллюлоных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1995. 224 с.

17. Ghose T.K. // Pure Appl. Chem. 1987. Vol. 59. P. 257—268.

18. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К.// Справочник биохимика. М.: Мир. 1991. C. 464.

19. Mosier N., Wyman C.E., Dale B.D., Elander R.T., Lee Y.Y., Holtzapple M., Ladisch C.M. // Bioresource Technol. 2005. Vol. 96. P. 673—686.

20. Zhao X., Cheng K., Liu D. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009. Vol. 82. P. 815—827.

21. Sahoo S., Seydibeyoglu M.O., Mohanty A.K., Misra M. // Biomass and bioenergy. 2011. Vol. 35. P. 42 30—4237.

22. Vinardell M.P., Ugartondo V., Mitjans M. // Industrial crops and products. 2008. Vol. 27. P. 220—223.

23. Thring, R. W., Chorent E., Overend R. // Biomass. 1990. Vol. 23. P. 2 8 9 —3 0.

Для цитирования:

Доценко Г., Осипов Д., Зоров И., Синицын А. Сравнительный анализ влияния предобработки осиновой древесины водными и водно-органическими растворами серной и азотной кислоты на ее реакционную способность при ферментативном гидролизе. Катализ в промышленности. 2015;15(5):67-73. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2015-5-67-73

For citation:

Dotsenko G., Osipov D., Zorov I., Sinitsyn A. Comparative Analysis of Reactivity of Aspen Wood in Enzymatic Hydrolysis in Dependence on its Pre-treatment in Aqueous and Aqueous-organic Solutions of Sulfuric and Nitric Ac. Kataliz v promyshlennosti. 2015;15(5):67-73. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2015-5-67-73

ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)

Логин
Пароль
	Запомнить меня

Войти

Катализ в промышленности