Die Lignincellulosefraktionierung mit der OrganoCat-Technologie ermöglicht eine einfache Trennung von Lignin, Cellulose und fermentierbaren Zuckern unter Verwendung eines zweiphasigen Eintopfreaktionssystems. Durch kompatible, milde Reaktionsbedingungen kann eine hohe Produktqualität erreicht werden. Unser Verfahren ermöglicht eine einfache Produkttrennung sowie Katalysator- und Lösungsmittelrecycling.
Es ist auch 100% biogen, so dass die im Prozess verwendeten Chemikalien in der gleichen Bioraffinerie hergestellt werden können, in der sie angewendet werden. Lignin ist bekannt für sein hohes Potenzial, aber seine Valorisierung ist immer noch ein Kampf. Für unsere Milbenextraktionsbedingungen liefern wir konsistentere und wertvollere Lignane.
Die Trennung der Lignas-Cellulosefraktionierung kann je nach verwendeter Biomasse eine Herausforderung darstellen. Eine höhere Zentrifugation für uns oder die Zugabe von Salz zur Mischung kann den Trennprozess erleichtern. Beginnen Sie mit der Suspendierung von 500 Milligramm Beachwood-Partikeln und 78 Milligramm FDCA in fünf Millilitern Reinstwasser bei Raumtemperatur in einem Edelstahl-Hochdruckreaktor.
Dann fügen Sie fünf Milliliter von zwei MTHF und einen Rührstab zu dieser Suspension hinzu und erhitzen Sie den Reaktor auf einer Heizplatte auf 160 Grad Celsius für eine Stunde mit Rühren bei 1500 Umdrehungen pro Minute. Am Ende der Inkubation die Reaktion 10 Minuten lang auf Raumtemperatur und ein Eiswasserbad abkühlen lassen, dann 52,5 Mikroliter Natriumhydroxid hinzufügen und die Reaktion bei 500 Umdrehungen pro Minute für 15 Minuten bei Raumtemperatur auf eine Rührplatte legen. Um die organische Phase aus dem Reaktionsgemisch zu isolieren, die Reaktion fünf Minuten lang bei 1880 mal G bei Raumtemperatur zu zentrifugieren und die abgetrennte organische Phase mit einer Pipette auf einen 50 Milliliter-Rundkolben zu übertragen, verdampfen Sie die Lösung in einem Rotationsverdampfer bei 180 Millibar, 40 Grad Celsius und 200 Umdrehungen pro Minute, bis eine feste trockene Ligninfraktion erhalten ist. Bestimmen Sie dann die Ligninausbeute und lagern Sie das feste Lignin bei Raumtemperatur bis zur weiteren Analyse.
Um den mit Zellulose angereicherten Zellstoff zu isolieren, filtern Sie die wässrige Phase durch ein 1730 Mikrometer porengroßes Zellulosefilterpapier in ein fünf Milliliter großes Vile und waschen Sie den gesammelten Zellstoffrückstand dreimal mit 25 Millilitern Wasser pro Waschgang, bis der pH-Wert neutral ist. Bewahren Sie die Waschlösung in einem 100-Milliliter-Becherglas auf und trocknen Sie das Fruchtfleisch bei 80 Grad Celsius, bis kein weiterer Verlust und keine weitere Masse mehr entsteht, bevor Sie die Ausbeute auf einer Analysenwaage bestimmen. Um das FDCA aus der wässrigen Phase und den Waschlösungen zu sammeln, verwenden Sie konzentrierte Salzsäure unter ständigem Rühren in einem Eisbad, um den pH-Wert jeder Lösung auf eins einzustellen.
Aus beiden Lösungen wird das ausgefällte feste FDCA filtriert und die Rückstände kombiniert. Trocknen Sie das Produkt auf konstante Masse bei 80 Grad Celsius für ca. 24 Stunden. Und um die Ausbeute auf einer Waage zu bestimmen, übertragen Sie dann die wässrige Phase auf einen 25-Milliliter-Kolben für die Lagerung von vier Grad Celsius bis zur weiteren Analyse.
In dieser repräsentativen Analyse wurden die Auswirkungen der Reaktionszeit und Temperatur auf die Ausbeute von Hemicellulosehydrolysat untersucht, wobei die Verwendung härterer Bedingungen, wie höhere Temperaturen und längere Reaktionszeiten, zu höheren Extraktionsausbeuten führte, aber auch einen stärkeren Abbau des Produkts auslöste. In ähnlicher Weise stand die Menge an extrahiertem Lignin in direktem Zusammenhang mit der Reaktionstemperatur und -zeit, während die extrahierte Ligninausbeute mit längeren Reaktionszeiten zunahm, die Anzahl der intakten O-4-Bindungen nahm ab. Die Senkung der Reaktionstemperatur zeigte einen ähnlichen Einfluss auf Lignin wie die Verringerung der Reaktionszeit, was zu einer etwas geringeren Ausbeute, einer kleineren durchschnittlichen Müllermasse und einem etwas niedrigeren O-4-Gehalt führte.
Nach der enzymatischen Hydrolyse wirkten sich längere Reaktionszeiten signifikant auf die anfängliche Reaktionszeit und die Glukoseausbeute aus. Denken Sie daran, das Reaktionsgemisch vor dem Trennen der Phasen zu neutralisieren, um sicherzustellen, dass der Katalysator hauptsächlich in der wässrigen Phase bleibt, die Menge an Alfa-Mahlung durch Cellulose-Dehydratisierung kann direkt in der organischen Phase gemessen werden. Und auf diese Weise kann die Menge an Hemicellulose, die in diese Plattformchemikalie umgewandelt wird, quantifiziert werden.
Unser Reaktionssystem kann maßgeschneidertes Lignin produzieren. Zugängliche Zellulose und fermentierbare Zucker. Dies könnte eine ganzheitlichere und nachhaltigere Verwertung der pflanzlichen Biomasse auslösen.
