5,826 matches
-
biomasei pentru obținerea alcoolului impune o hidroliză a celulozei pînă la glucoză și a hemicelulozelor la xiloză, utilizarea ulterioară a acestora în procesele de fermentație și separarea etanolului prin distilare. Principalele componente ale biomasei lignocelulzice sunt: celuloza, lignina și hemiceluloza. Celuloza este materialul din care sunt construiți pereții celulelor vegetale. Ea este intim amestecată cu cantități variabile de materii străine (incruste): polizaharide, lignină, grăsimi, rășini și substanțe minerale. Celuloza se formează în plante prin mecanisme enzimatice în timpul procesului de fotosinteză din
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
prin distilare. Principalele componente ale biomasei lignocelulzice sunt: celuloza, lignina și hemiceluloza. Celuloza este materialul din care sunt construiți pereții celulelor vegetale. Ea este intim amestecată cu cantități variabile de materii străine (incruste): polizaharide, lignină, grăsimi, rășini și substanțe minerale. Celuloza se formează în plante prin mecanisme enzimatice în timpul procesului de fotosinteză din CO2 și H2O, sub influența luminii și în prezența clorofilei. Celuloza este un homopolimer liniar format din resturi de D- glucopiranoză unite β- glicozidic, în pozițiile 1,4
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
este intim amestecată cu cantități variabile de materii străine (incruste): polizaharide, lignină, grăsimi, rășini și substanțe minerale. Celuloza se formează în plante prin mecanisme enzimatice în timpul procesului de fotosinteză din CO2 și H2O, sub influența luminii și în prezența clorofilei. Celuloza este un homopolimer liniar format din resturi de D- glucopiranoză unite β- glicozidic, în pozițiile 1,4, prin atomi de oxigen. Adevarata unitate repetitivă din celuloză este celobioza, adică β-1,4-D-glucozil- D-glucoza. Gradul de polimerizare al celulozei naturale este
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
procesului de fotosinteză din CO2 și H2O, sub influența luminii și în prezența clorofilei. Celuloza este un homopolimer liniar format din resturi de D- glucopiranoză unite β- glicozidic, în pozițiile 1,4, prin atomi de oxigen. Adevarata unitate repetitivă din celuloză este celobioza, adică β-1,4-D-glucozil- D-glucoza. Gradul de polimerizare al celulozei naturale este de cel puțin 3000 (la fibrele de in, iută ). Macromoleculele sunt unite între ele prin legături de hidrogen între grupele HO. Aceste legături transversale față de axa
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
prezența clorofilei. Celuloza este un homopolimer liniar format din resturi de D- glucopiranoză unite β- glicozidic, în pozițiile 1,4, prin atomi de oxigen. Adevarata unitate repetitivă din celuloză este celobioza, adică β-1,4-D-glucozil- D-glucoza. Gradul de polimerizare al celulozei naturale este de cel puțin 3000 (la fibrele de in, iută ). Macromoleculele sunt unite între ele prin legături de hidrogen între grupele HO. Aceste legături transversale față de axa fibrei contribuie la rezistența mecanică generală a fibrei. Mai multe catene macromoleculare
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
se asociază sau se împachetează între ele rezultînd pachete de catene macromoleculare, respectiv microfibrile sau asociații ale acestora. Microfibrilele constituie elementele unor agregate supramoleculare mai mari și mai complexe numite fibrile care, legate sub forma unor “plăci”, alcătuiesc fibrele de celuloză. Termenul celuloză nu desemnează un compus unitar, ci o categorie de substanțe cu molecule construite după același principiu, dar variind considerabil prin mărimea lor, funcție de materia primă din care provin. Celulozele cu grade de polimerizare diferite se deosebesc prin proprietățile
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
sau se împachetează între ele rezultînd pachete de catene macromoleculare, respectiv microfibrile sau asociații ale acestora. Microfibrilele constituie elementele unor agregate supramoleculare mai mari și mai complexe numite fibrile care, legate sub forma unor “plăci”, alcătuiesc fibrele de celuloză. Termenul celuloză nu desemnează un compus unitar, ci o categorie de substanțe cu molecule construite după același principiu, dar variind considerabil prin mărimea lor, funcție de materia primă din care provin. Celulozele cu grade de polimerizare diferite se deosebesc prin proprietățile lor fizice
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
care, legate sub forma unor “plăci”, alcătuiesc fibrele de celuloză. Termenul celuloză nu desemnează un compus unitar, ci o categorie de substanțe cu molecule construite după același principiu, dar variind considerabil prin mărimea lor, funcție de materia primă din care provin. Celulozele cu grade de polimerizare diferite se deosebesc prin proprietățile lor fizice: rezistența mecanică, solubilitate și comportarea față de îmbibarea cu dizolvanți. Prezența legăturilor β-glicozidice între unitățile elementare ale catenei macromoleculelor de celuloză determină stabilitatea ei scăzută la acțiunea agenților de hidroliză
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
prin mărimea lor, funcție de materia primă din care provin. Celulozele cu grade de polimerizare diferite se deosebesc prin proprietățile lor fizice: rezistența mecanică, solubilitate și comportarea față de îmbibarea cu dizolvanți. Prezența legăturilor β-glicozidice între unitățile elementare ale catenei macromoleculelor de celuloză determină stabilitatea ei scăzută la acțiunea agenților de hidroliză. Acțiunea acestora sau a apei la temperatură înaltă determină ruperea legăturilor glicozidice și depolimerizarea completă la glucoză. Lignina este un polimer natural cu structura aromatică cu rol important în cimentarea polizaharidelor
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
ai plantelor superioare, ceea ce asigură creșterea rezistenței mecanice și sporirea stabilității lor la acțiunea microorganismelor și enzimelor. Studiul proceselor de biosinteză a evidențiat faptul că lignina este rezultatul unui proces de copolimerizare enzimatică a alcoolilor coniferilic, Alcool sinapic Separarea de celuloză a ligninei se realizează prin hidroliza acesteia cu acizi tari, urmată, de obicei, de dizolvarea celulozei degradate cu soluție de cuproxam. Lignina astfel obținută se prezintă ca o masă amorfă, brună, insolubilă în apă și în dizolvanți organici, cu proprietățile
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
enzimelor. Studiul proceselor de biosinteză a evidențiat faptul că lignina este rezultatul unui proces de copolimerizare enzimatică a alcoolilor coniferilic, Alcool sinapic Separarea de celuloză a ligninei se realizează prin hidroliza acesteia cu acizi tari, urmată, de obicei, de dizolvarea celulozei degradate cu soluție de cuproxam. Lignina astfel obținută se prezintă ca o masă amorfă, brună, insolubilă în apă și în dizolvanți organici, cu proprietățile unui polimer de masă moleculară mijlocie. Prin prelucrări chimice specifice din lignină se obțin: vanilină, aldehida
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
proprietățile unui polimer de masă moleculară mijlocie. Prin prelucrări chimice specifice din lignină se obțin: vanilină, aldehida siringilică, acid veratric, acid hemipic, acid trimetilgalic etc. Lignina împreună cu apa de creștere din peretele celular formează o matrice hidrofobă în jurul microfibrilelor de celuloză. In asemenea condiții apar legături de hidrogen între polizaharide la interfața matricei și între componentele acesteia. Legăturile menționate între hidrații de carbon și lignină conferă peretelui celular o structură de material compozit, relativ stabilă la acțiunea agenților fizico-chimici și biologici
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
conferă peretelui celular o structură de material compozit, relativ stabilă la acțiunea agenților fizico-chimici și biologici. Hemiceluloza este un amestec complex de pentozani (xilani, arabani), hexozani (manani, metil-pentozani), pectine și gume vegetale și se găsește în țesuturile plantei asociată cu celuloza și lignina. La lemnele de esență tare și plantele ierboase, hemiceluloza este compusă în principal din zaharuri cu cinci atomi de carbon, mai ales xiloza. La cele de esență moale hemicelulozele sunt compuse din cîteva zaharuri cu șase atomi de
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
delignificare reduce lungimea lanțului polizaharidic. Mai mult, extracția alcalină determină saponificarea legăturilor esterice cu efect dramatic asupra solubilității. De aceea, în prezent, se urmărește dezvoltarea unor procedee de fracționare a materialelor celoligninice care să permită obținerea celor trei componente principale (celuloza, lignina, hemiceluloza) într-o serie mai puțin modificată. Alături de aceste componente, în masa celulozică se găsește o largă varietate de substanțe chimice ce pot fi extrase din lemn, utilizînd solvenți polari sau nepolari: terpene, uleiuri, ceruri, fenoli, alcooli, steroli, acizi
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
sa. In vederea fermentației biomasa este pregătită prin diverse procese: pretratare, extracție, hidroliză sau gazeificare. 6.1. PREGĂTIREA BIOMASEI LIGNOCELULOZICE 6.1.1. PRETRATAREA Biomasa celulozică trebuie să fie foarte bine pregătită pentru a rezulta zaharuri fermentescibile pentru obținerea etanolului. Celuloza și hemiceluloza sunt carbohidrați care pot fi scindați prin hidroliza cu enzime, acizi sau alți compuși la zaharuri simple. Lignina nu poate fi transformată economic în etanol, dar poate fi folosită drept combustibil pentru boilere, generatoare și în sintezele chimice
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
fost testate în principal la solubilizarea ligninei, dar și pentru a se crea condiții favorabile proceselor de hidroliză și fermentație. Marea varietate a procedeelor de pretratare se justifică prin prezența numeroșilor compuși în structura biomasei. Într-o serie de procedee celuloza, hemiceluloza și lignina sunt separate în două fracțiuni: o fracție lichidă bogată în hemiceluloză și una solidă, care conține celuloză și lignină. In tehnologiile care folosesc delignificarea, curentul lichid conține lignină și hemis, iar cel solid conține celuloză și rest
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
Marea varietate a procedeelor de pretratare se justifică prin prezența numeroșilor compuși în structura biomasei. Într-o serie de procedee celuloza, hemiceluloza și lignina sunt separate în două fracțiuni: o fracție lichidă bogată în hemiceluloză și una solidă, care conține celuloză și lignină. In tehnologiile care folosesc delignificarea, curentul lichid conține lignină și hemis, iar cel solid conține celuloză și rest de hemis nesolubilizat. Combinarea pretratamentelor poate duce la separarea celor trei componente majore. Pretratarea alcalină se folosește mai ales în
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
de procedee celuloza, hemiceluloza și lignina sunt separate în două fracțiuni: o fracție lichidă bogată în hemiceluloză și una solidă, care conține celuloză și lignină. In tehnologiile care folosesc delignificarea, curentul lichid conține lignină și hemis, iar cel solid conține celuloză și rest de hemis nesolubilizat. Combinarea pretratamentelor poate duce la separarea celor trei componente majore. Pretratarea alcalină se folosește mai ales în industria de celuloză și hîrtie. Condițiile de realizare ale acestei pretratări sunt următoarele: peste substratul respectiv se adaugă
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
In tehnologiile care folosesc delignificarea, curentul lichid conține lignină și hemis, iar cel solid conține celuloză și rest de hemis nesolubilizat. Combinarea pretratamentelor poate duce la separarea celor trei componente majore. Pretratarea alcalină se folosește mai ales în industria de celuloză și hîrtie. Condițiile de realizare ale acestei pretratări sunt următoarele: peste substratul respectiv se adaugă 8÷12% NaOH (în raport cu substanța uscată a acestuia), apoi se menține timp de 30÷60 minute la o temperatură între 80÷1200C. În cursul pretratării
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
se pretează la hidroliza enzimatică, datorită atît activării hemicelulozei și ligninei cît și efectului de gonflare cu sodă a fibrelor celulozice, care le face mai accesibile apei și agenților de hidroliză. Pretratarea acidă este metoda principală folosită în scopul valorificării celulozei pentru obținerea de etanol și se bazează pe diferența de rezistență la hidroliza acidă dintre hemiceluloză și celuloză. Pentru hidroliză se utilizează în general H2SO4 în concentrație 1÷3%. Temperatura și durata tratamentului diferă în funcție de tehnologia utilizată: fie la 200
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
a fibrelor celulozice, care le face mai accesibile apei și agenților de hidroliză. Pretratarea acidă este metoda principală folosită în scopul valorificării celulozei pentru obținerea de etanol și se bazează pe diferența de rezistență la hidroliza acidă dintre hemiceluloză și celuloză. Pentru hidroliză se utilizează în general H2SO4 în concentrație 1÷3%. Temperatura și durata tratamentului diferă în funcție de tehnologia utilizată: fie la 200°C timp de 10 secunde (reactor “plug-flow”) fie la 120÷130°C timp de 30 minute (reactor cu
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
Produsul solid rezultat care este separat de substanțele de extracție, este o „biomasă rafinată” potrivită pentru conversia în etanol. 6.1.3. HIDROLIZA Hidroliza cu acid concentrat urmată de diluție cu apă la temperaturi medii conduce la dizolvarea și hidroliza celulozei și permite conversia rapidă și completă la glucoză, cu degradare minimă. Metoda este cunoscută încă din perioada interbelică cînd, în Germania, folosind acid clorhidric se obțineau zaharuri la scară comercială (procedeul Bergius). În laboratoarele Peoria din Ilinois, Statele Unite se rafina
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
produși secundari, cum ar fi furfurolul. Nu numai degradarea reduce randamentul în zaharuri, ci și furfurolul și alți coproduși care pot inhiba procesul de fermentație. Deoarece zaharurile hemicelulozice (5 atomi de carbon) se degradează mult mai rapid decît cele din celuloză (6 atomi de carbon), se impune diminuarea acestui factor prin operarea în două faze. Prima fază se desfășoară în condiții blînde pentru recuperarea zaharurilor cu 5 atomi de carbon, pe cînd a doua se desfășoară în condiții mai drastice pentru
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
două sau mai multe faze duce la creșterea conversiei și economisirea de capital. Două procedee oferă avantaje cantitative și calitative pentru produsele obținute din biomasă în raport cu cele din petrol: hidroliza enzimatică și conversia microbiană directă. Interesul pentru hidroliza enzimatică a celulozei datează din timpul celui de al doilea război mondial, cînd s-a constatat că hainele din bumbac erau distruse de o enzimă, produsă de fungi din specia Trichoderma reesei. Enzimele cu aceste proprietăți au primit ulterior numele de celulaze. Celulazele
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
hidroliză celulozică pentru obținere de etanol a fost simpla înlocuire a fazei de hidroliză acidă cu faza de hidroliză enzimatică. Această înlocuire este cunoscută în literatura de specialitate ca SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation). Procesul de pretratare a biomasei pregătește celuloza pentru fazele următoare făcînd-o mai accesibilă acțiunii enzimelor. Un procedeu important este zaharificarea simultană cu fermentația (SSF- Simultaneous Saccharification and Fermentation). Acest proces reduce numărul reactoarelor prin folosirea unuia singur pentru ambele faze, atît fermentație cît și hidroliză. În procesul
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]