Increased digestibility of cedar by pretreatment with peracetic acid and steam explosion

Ando, S.; Kakimoto, Takahiro; Itoh, Kazuyoshi; Arai, Isamu; Kiyoto, Koichi; Hanai, Shiro

doi:10.1002/bit.260310807

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“…Other examples include peracetic acid pretreatment of different fibrous wastes such as sugar cane bagasse [24][25][26][27]. To reduce the amount of expensive peracetic acid needed, researchers combined peracetic acid pretreatment with other pretreatments, such as steam explosion [28] irradiation by electron beam [29] and alkaline pretreatments [30,31].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Increased Saccharification Yields from Aspen Biomass Upon Treatment with Enzymatically Generated Peracetic Acid

Duncan¹,

Jing

Katona

et al. 2009

Appl Biochem Biotechnol

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The recalcitrance of lignocellulosic biomass to enzymatic release of sugars (saccharification) currently limits its use as feedstock for biofuels. Enzymatic hydrolysis of untreated aspen wood releases only 21.8% of the available sugars due primarily to the lignin barrier. Nature uses oxidative enzymes to selectively degrade lignin in lignocellulosic biomass, but thus far, natural enzymes have been too slow for industrial use. In this study, oxidative pretreatment with commercial peracetic acid (470 mM) removed 40% of the lignin (from 19.9 to 12.0 wt.% lignin) from aspen and enhanced the sugar yields in subsequent enzymatic hydrolysis to about 90%. Increasing the amount of lignin removed correlated with increasing yields of sugar release. Unfortunately, peracetic acid is expensive, and concentrated forms can be hazardous. To reduce costs and hazards associated with using commercial peracetic acid, we used a hydrolase to catalyze the perhydrolysis of ethyl acetate generating 60-70 mM peracetic acid in situ as a pretreatment to remove lignin from aspen wood. A single pretreatment was insufficient, but multiple cycles (up to eight) removed up to 61.7% of the lignin enabling release of >90% of the sugars during saccharification. This value corresponds to a predicted 581 g of fermentable sugars from 1 kg of aspen wood. Improvements in the enzyme stability are needed before the enzymatically generated peracetic acid is a commercially viable alternative.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Increased Saccharification Yields from Aspen Biomass Upon Treatment with Enzymatically Generated Peracetic Acid

Duncan¹,

Jing

Katona

et al. 2009

Appl Biochem Biotechnol

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“…It oxidizes the aromatics in lignin, generating dicarboxylic acid and their lactones 14. The enzymatic digestibility of PAA‐pretreated or PAA pre‐pretreated biomass was effectively enhanced 8, 15–17. Gharpuray found that ball milling followed by PAA treatment could decrease the crystallinity and lignin content and enhance the hydrolysis 18.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of several factors on peracetic acid pretreatment of sugarcane bagasse for enzymatic hydrolysis

Zhao

Wang

Liu

2007

J of Chemical Tech & Biotech

124

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BACKGROUND: Lignocellulose should undergo pretreatment to enhance its enzymatic digestibility before being saccharified. Peracetic acid (PAA) is a strong oxidant that can remove lignin under mild conditions. The sulfuric acid in the PAA solution also can cause degradation of hemicelluloses. The objective of the present work is to investigate the effect of several factors on peracetic acid pretreatment of sugarcane bagasse.

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“…(conclusão) 52 Diversos grupos de pesquisa estudam o desenvolvimento ou a avaliação de diferentes métodos de pré-tratamento, tais como organosolv, auto-hidrólise, explosão a vapor, a hidrólise ácida, alcalina de peróxido de hidrogênio e extração alcalina, principalmente (LORA; WAYMAN, 1978;ANDO et al, 1988;KAAR et al, 1998;MESA et al, 2010). A lavagem alcalina de bagaço foi o método mais indicado para extrair a maior parte da lignina da matriz e tornar a celulose e a hemicelulose mais disponíveis para hidrólise enzimática (PANDEY et al, 2000).…”

Section: Referênciasunclassified

“…WAYMAN, 1978;ANDO et al, 1988;KAAR et al, 1998;MESA et al, 2010). A lavagem alcalina de bagaço foi o método mais indicado para extrair a maior parte da lignina da matriz e tornar a celulose e a hemicelulose mais disponíveis para hidrólise enzimática (PANDEY et al, 2000).…”

Section: Referênciasunclassified

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Produção de bioetanol a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar empregando as leveduras Scheffersomyces (Pichia) stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando à aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético

Dussán¹

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Aos técnicos do laboratório por sempre estarem presentes para me auxiliar no meu trabalho.Às queridas e atenciosas Sandra, Cida e Bia pelo apoio e auxílio.A minhas queridas amigas Raquel, Ellen, Débora e em especial a Adriana por toda a compreensão, paciência, apoio e carinho. Porque graças a elas tenho minha segunda família no Brasil.Marly, Deize, Andreia, Lilian, Beto, Aron, Alec e meu quase irmãozinho Felipe, em fim a todos os Dilon, que me acolheram com muito carinho em sua família.Aos colegas e amigos com os quais compartilhei meus dias de trabalho: Eduardo Machado, Bruna Karadi, Samira, Rafael, Sabrina, Danielle, Juliana, Mauricio, Otavio, Paulo, Bruna Caroline, Ivy, Patricia Miléo, Luciana Chaud, Priscila Vaz, Bruno Guedes, Rafael Cunha, Flavio, Juan Daniel, Brunosideo e a minha amiga equatoriana Cris.A meus novos amigos da UENF: Geraldo, Patrícia Rodrigues, Diana Catalina, Wanessa e Renê Lemos.Ao Departamento de Biotecnologia -DEBIQ -EEL da Universidade de São Paulo -USP, pela oportunidade da realização do Doutorado. Atualmente é grande o interesse pelo aproveitamento da biomassa vegetal visando à obtenção de bioetanol de segunda geração. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de etanol de segunda geração a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar pelas leveduras Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando à aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético. Salienta-se ainda que a importância do presente trabalho se dá, não apenas pelo caráter inovador desta pesquisa, mas também pelo fato do bioeletromagnetismo e particularmente biorreatores assistidos por campos eletromagnéticos constituírem uma recente e promissora área de pesquisa na biotecnologia onde é possível estudar alternativas que resultem no aumento do rendimento e/ou da produtividade do processo de fermentação. Numa primeira etapa, foram realizados experimentos em bateladas simples em meio contendo hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar previamente destoxificado e suplementado com extrato de levedura para a avaliação da influência das variáveis pH inicial , agitação e vazão de ar no fator de conversão de açúcares em etanol para cada uma das leveduras, de acordo com um planejamento fatorial completo 2 3 com três repetições no ponto central. As melhores condições operacionais obtidas para a levedura S. stipitis NRRL Y-7124 foram 100 rpm, 0,7 vvm e pH inicial de 6,50 com um k L a inicial de 3 h -1 as quais exerceram uma influência positiva sobre o processo fermentativo, obtendo-se valores de Y P/S de 0,16 g/g e Q P de 0,10 g L -1 h -1. Para a levedura C. shehatae UFMG HM 52.2 as condições foram 100 rpm, 0,1 vvm e pH inicial de 6,50 com um k L a inicial de 0,2 h -1 obtendo-se valores de Y P/S de 0,44 g/g e Q P de 0,25 g L -1 h -1. Segundo os resultados obtidos, observou-se que a levedura C. shehatae apresentou maiores valores de fator de rendimento e produtividade em etanol quando comparados à levedura S. stipitis. Posteriormente, foi av...

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Increased digestibility of cedar by pretreatment with peracetic acid and steam explosion

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Increased Saccharification Yields from Aspen Biomass Upon Treatment with Enzymatically Generated Peracetic Acid

Increased Saccharification Yields from Aspen Biomass Upon Treatment with Enzymatically Generated Peracetic Acid

Effect of several factors on peracetic acid pretreatment of sugarcane bagasse for enzymatic hydrolysis

Produção de bioetanol a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar empregando as leveduras Scheffersomyces (Pichia) stipitis NRRL Y-7124 e Candida shehatae UFMG HM 52.2 visando à aplicação em bioprocessos com campo eletromagnético

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