Mild autohydrolysis: an environmentally friendly technology for xylooligosaccharide production from wood

Abstract

Eucalyptus globulus wood samples were subjected to hydrothermal treatments under mild operational conditions (145±190°C, liquor to solid ratio 6±10 g g À1 , reaction times up to 7.5 h). Residual xylan, xylooligosaccharides, other sugars, furfural, glucan and lignin contents were determined. Negligible effects were caused by hydrothermal treatments on both cellulose and lignin. Kinetic models were developed which describe the hydrolysis of hemicelluloses. Xylan degradation, xylooligosaccharide and xylose generation, and xylose dehydration to furfural were accurately described by models based on pseudohomogeneous, ®rst-order kinetics with Arrhenius-type temperature dependence. These models are useful for a technical evaluation of this environmentally friendly technology.

Otimização do pré-tratamento hidrotérmico da palha de cana-de-açúcar visando à produção de etanol celulósico

“…No entanto, a concentração de hemicelulose (31,51%) presentes na palha foi bem maior em relação à palha submetida ao pré-tratamento hidrotérmico que ficou na faixa de 17,06 a 2,07%. Esses resultados corroboram os encontrados por Garrote,8 que em temperaturas de 150 a 230 o C o pré-tratamento hidrotérmico solubiliza grande parte da fração hemicelulósica sem afetar a celulose e a lignina. No entanto, em condições mais severas de temperaturas (260 a 270 o C), a celulose e a lignina podem ser solubilizadas em até 20% e 60%, respectivamente.…”

“…22 Ademais, fatores como a relação sólido/líquido são importantes para o controle da degradação da fração celulósica evitando a perda de rendimento no processo de conversão enzimática da fração celulósica em glicose para a obtenção de etanol celulósico. 8 …”

“…8 Sendo assim, escolheu-se o tempo de 48 horas de hidrólise enzimática como resposta final que obteve a maior liberação de glicose após a eliminação dos termos referentes às variáveis não significantes (p > 0,05), que pode ser obtida pela função: Y = -551.87742 + 5.52469 X1 + 4.69214 X2 -0.014008 X 2 2 onde Y é o valor da resposta (liberação de glicose) e X 1 e X 2 são os níveis codificados de temperatura e tempo.…”

“…15 Mantendo a temperatura e o tempo nos maiores valores considerados no planejamento experimental ocorrerá maior liberação de glicose promovida pela hidrólise enzimática. Segundo Garrote,8 quanto maior a temperatura e tempo no pré-tratamento hidrotérmico, maior será a liberação de glicose.…”

“…No entanto, o pré-tratamento hidrotérmico tem chamado atenção, por não fazer uso de reagentes químicos, que é interessante do ponto de vista ambiental e econômico, por não ter necessidade de trabalhar com reatores altamente resistentes a corrosão e por hidrolisar grande parte da fração hemicelulósica. 8 Vários estudos foram realizados utilizando esse método de pré-tratamento em diferentes biomassas, tais como a palha de trigo, 9 a palha de milho 10 e bagaço de cana. 11 Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar e otimizar a etapa de pré-tratamento hidrotérmico da palha de cana--de-açúcar para produção de etanol celulósico.…”