Delignifikacija kukuruzne stabljike primenom zelenih rastvarača
Конференцијски прилог (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
Lignoceluloza čini glavnu komponentu poljoprivrednog i organskog komunalnog otpada. Zahvaljujući svom sastavu, koji uključuje visok sadržaj šećera, dostupnosti i biorazgradivosti, predstavlja kvalitetnu polaznu sirovinu u biorafinerijskim procesima. Razgradnja kompleksne lignocelulozne strukture je ključni korak u njenoj valorizaciji. Konvencionalne metode za razgradnju lignoceluloze zasnivaju se na upotrebi jakih kiselina i baza i/ili visokih temperatura i pritisaka, čineći ih energetski, ekonomski i ekološki nepovoljnim. Jedan od načina da se ovaj problem prevaziđe je upotreba tzv. „zelenih“ rastvarača, poput vode i etanola. Predmet ovog rada je upotreba zelenih rastvarača u kombinaciji sa gasnom plazmom za razgradnju lignocelulozne biomase pri atmosferskim uslovima. Kukuruzna stabljika je korišćena kao model supstrat, pripremljen sa vodom ili 96% etanolom kao rastvaračima. Za tretman gasnom plazmom korišćena je netermalna gasna plazma igla. Efikasnost primenjenih tretmana praćena je... sa aspekta delignifikacije kukuruzne stabljike i naknadne enzimske hidrolize tretirane frakcije. Sadržaj lignina u uzorcima nakon tretmana određivan je na osnovu njegove rastvorljivosti u acetil bromidu (ABSL – acetyl-bromide soluble lignin, engl.). Frakcije dobijene nakon tretmana su podvrgnute enzimskoj hidrolizi sa komercijalnom smešom celulaza, hemicelulaza i ?-galaktozidaza, Cellic CTec 2 (Novozymes, Danska). Nakon 48-časovne hidrolize u dobijenim hidrolizatima je određivan sadržaj heksoza i pentoza. Sadržaj lignina smanjen je za 40% tokom tretmana plazmom u trajanju od 30 minuta u etanolu. U slučaju vode razgrađeno je 20% lignina pri istoj dužini tretmana. Međutim, produžavanjem dužine tretmana na 60 minuta u vodi postignuta je značajna delignifikacija, smanjenjem sadržaja lignina za 50% u odnosu na netretiranu biomasu. Dodatno produžavanje tretmana plazmom na 90 minuta nije dovelo do povećanja stepena delignifikacije. Prinosi šećera ostvareni nakon hidrolize su u skladu sa delignifikacijom, pri čemu je najveći prinos postignut nakon plazma tretmana u etanolu tokom 30 minuta, odnosno u vodi tokom 60 minuta. Primenom kombinovanog plazma tretmana moguće je razgraditi lignin i olakšati prodor enzima do ugljeno-hidratne komponente lignoceluloze pri atmosferskim uslovima, bez upotrebe jakih kiselina, baza ili organskih rastvarača. Upotrebom navedenih zelenih rastvarača smanjuje se potreba za dodatnim koracima prečišćavanja tretirane biomase, a i naknadne faze enzimske hidrolize i fermentacije su značajno jednostavnije. Osim toga, moguća je rekuperacija iskorišćenog etanola, što je u skladu sa principima cirkularne bioekonomije.
Кључне речи:
gasna plazma / etanol / biorafinerijaИзвор:
Knjiga sažetaka = Book of Abstracts / XXXVI Naučno-stručni skup Procesna tehnika i energetika u poljoprivredi - PTEP 2024 = XXXVI Scientific - Professional Conference Processing and Energy in Agriculture - PTEP 2024, Tara, Hotel Omorika, 15 – 18. April 2024, 2024, 18-Издавач:
- Novi Sad : Nacionalno društvo za procesnu tehniku i energetiku u poljoprivredi = National Society of Processing and Energy in Agriculture
Финансирање / пројекти:
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200287 (Иновациони центар Технолошко-металуршког факултета у Београду доо) (RS-MESTD-inst-2020-200287)
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200135 (Универзитет у Београду, Технолошко-металуршки факултет) (RS-MESTD-inst-2020-200135)
- Alliance of International Science Organizations, project SparkGREEN (ANSO-CR-PP 2022-08)
Колекције
Институција/група
Inovacioni centarTY - CONF AU - Grbić, Jovana AU - Mladenović, Dragana AU - Lazović, Saša AU - Đukić-Vuković, Aleksandra PY - 2024 UR - http://TechnoRep.tmf.bg.ac.rs/handle/123456789/7445 AB - Lignoceluloza čini glavnu komponentu poljoprivrednog i organskog komunalnog otpada. Zahvaljujući svom sastavu, koji uključuje visok sadržaj šećera, dostupnosti i biorazgradivosti, predstavlja kvalitetnu polaznu sirovinu u biorafinerijskim procesima. Razgradnja kompleksne lignocelulozne strukture je ključni korak u njenoj valorizaciji. Konvencionalne metode za razgradnju lignoceluloze zasnivaju se na upotrebi jakih kiselina i baza i/ili visokih temperatura i pritisaka, čineći ih energetski, ekonomski i ekološki nepovoljnim. Jedan od načina da se ovaj problem prevaziđe je upotreba tzv. „zelenih“ rastvarača, poput vode i etanola. Predmet ovog rada je upotreba zelenih rastvarača u kombinaciji sa gasnom plazmom za razgradnju lignocelulozne biomase pri atmosferskim uslovima. Kukuruzna stabljika je korišćena kao model supstrat, pripremljen sa vodom ili 96% etanolom kao rastvaračima. Za tretman gasnom plazmom korišćena je netermalna gasna plazma igla. Efikasnost primenjenih tretmana praćena je sa aspekta delignifikacije kukuruzne stabljike i naknadne enzimske hidrolize tretirane frakcije. Sadržaj lignina u uzorcima nakon tretmana određivan je na osnovu njegove rastvorljivosti u acetil bromidu (ABSL – acetyl-bromide soluble lignin, engl.). Frakcije dobijene nakon tretmana su podvrgnute enzimskoj hidrolizi sa komercijalnom smešom celulaza, hemicelulaza i ?-galaktozidaza, Cellic CTec 2 (Novozymes, Danska). Nakon 48-časovne hidrolize u dobijenim hidrolizatima je određivan sadržaj heksoza i pentoza. Sadržaj lignina smanjen je za 40% tokom tretmana plazmom u trajanju od 30 minuta u etanolu. U slučaju vode razgrađeno je 20% lignina pri istoj dužini tretmana. Međutim, produžavanjem dužine tretmana na 60 minuta u vodi postignuta je značajna delignifikacija, smanjenjem sadržaja lignina za 50% u odnosu na netretiranu biomasu. Dodatno produžavanje tretmana plazmom na 90 minuta nije dovelo do povećanja stepena delignifikacije. Prinosi šećera ostvareni nakon hidrolize su u skladu sa delignifikacijom, pri čemu je najveći prinos postignut nakon plazma tretmana u etanolu tokom 30 minuta, odnosno u vodi tokom 60 minuta. Primenom kombinovanog plazma tretmana moguće je razgraditi lignin i olakšati prodor enzima do ugljeno-hidratne komponente lignoceluloze pri atmosferskim uslovima, bez upotrebe jakih kiselina, baza ili organskih rastvarača. Upotrebom navedenih zelenih rastvarača smanjuje se potreba za dodatnim koracima prečišćavanja tretirane biomase, a i naknadne faze enzimske hidrolize i fermentacije su značajno jednostavnije. Osim toga, moguća je rekuperacija iskorišćenog etanola, što je u skladu sa principima cirkularne bioekonomije. PB - Novi Sad : Nacionalno društvo za procesnu tehniku i energetiku u poljoprivredi = National Society of Processing and Energy in Agriculture C3 - Knjiga sažetaka = Book of Abstracts / XXXVI Naučno-stručni skup Procesna tehnika i energetika u poljoprivredi - PTEP 2024 = XXXVI Scientific - Professional Conference Processing and Energy in Agriculture - PTEP 2024, Tara, Hotel Omorika, 15 – 18. April 2024 T1 - Delignifikacija kukuruzne stabljike primenom zelenih rastvarača SP - 18 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_technorep_7445 ER -
@conference{ author = "Grbić, Jovana and Mladenović, Dragana and Lazović, Saša and Đukić-Vuković, Aleksandra", year = "2024", abstract = "Lignoceluloza čini glavnu komponentu poljoprivrednog i organskog komunalnog otpada. Zahvaljujući svom sastavu, koji uključuje visok sadržaj šećera, dostupnosti i biorazgradivosti, predstavlja kvalitetnu polaznu sirovinu u biorafinerijskim procesima. Razgradnja kompleksne lignocelulozne strukture je ključni korak u njenoj valorizaciji. Konvencionalne metode za razgradnju lignoceluloze zasnivaju se na upotrebi jakih kiselina i baza i/ili visokih temperatura i pritisaka, čineći ih energetski, ekonomski i ekološki nepovoljnim. Jedan od načina da se ovaj problem prevaziđe je upotreba tzv. „zelenih“ rastvarača, poput vode i etanola. Predmet ovog rada je upotreba zelenih rastvarača u kombinaciji sa gasnom plazmom za razgradnju lignocelulozne biomase pri atmosferskim uslovima. Kukuruzna stabljika je korišćena kao model supstrat, pripremljen sa vodom ili 96% etanolom kao rastvaračima. Za tretman gasnom plazmom korišćena je netermalna gasna plazma igla. Efikasnost primenjenih tretmana praćena je sa aspekta delignifikacije kukuruzne stabljike i naknadne enzimske hidrolize tretirane frakcije. Sadržaj lignina u uzorcima nakon tretmana određivan je na osnovu njegove rastvorljivosti u acetil bromidu (ABSL – acetyl-bromide soluble lignin, engl.). Frakcije dobijene nakon tretmana su podvrgnute enzimskoj hidrolizi sa komercijalnom smešom celulaza, hemicelulaza i ?-galaktozidaza, Cellic CTec 2 (Novozymes, Danska). Nakon 48-časovne hidrolize u dobijenim hidrolizatima je određivan sadržaj heksoza i pentoza. Sadržaj lignina smanjen je za 40% tokom tretmana plazmom u trajanju od 30 minuta u etanolu. U slučaju vode razgrađeno je 20% lignina pri istoj dužini tretmana. Međutim, produžavanjem dužine tretmana na 60 minuta u vodi postignuta je značajna delignifikacija, smanjenjem sadržaja lignina za 50% u odnosu na netretiranu biomasu. Dodatno produžavanje tretmana plazmom na 90 minuta nije dovelo do povećanja stepena delignifikacije. Prinosi šećera ostvareni nakon hidrolize su u skladu sa delignifikacijom, pri čemu je najveći prinos postignut nakon plazma tretmana u etanolu tokom 30 minuta, odnosno u vodi tokom 60 minuta. Primenom kombinovanog plazma tretmana moguće je razgraditi lignin i olakšati prodor enzima do ugljeno-hidratne komponente lignoceluloze pri atmosferskim uslovima, bez upotrebe jakih kiselina, baza ili organskih rastvarača. Upotrebom navedenih zelenih rastvarača smanjuje se potreba za dodatnim koracima prečišćavanja tretirane biomase, a i naknadne faze enzimske hidrolize i fermentacije su značajno jednostavnije. Osim toga, moguća je rekuperacija iskorišćenog etanola, što je u skladu sa principima cirkularne bioekonomije.", publisher = "Novi Sad : Nacionalno društvo za procesnu tehniku i energetiku u poljoprivredi = National Society of Processing and Energy in Agriculture", journal = "Knjiga sažetaka = Book of Abstracts / XXXVI Naučno-stručni skup Procesna tehnika i energetika u poljoprivredi - PTEP 2024 = XXXVI Scientific - Professional Conference Processing and Energy in Agriculture - PTEP 2024, Tara, Hotel Omorika, 15 – 18. April 2024", title = "Delignifikacija kukuruzne stabljike primenom zelenih rastvarača", pages = "18", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_technorep_7445" }
Grbić, J., Mladenović, D., Lazović, S.,& Đukić-Vuković, A.. (2024). Delignifikacija kukuruzne stabljike primenom zelenih rastvarača. in Knjiga sažetaka = Book of Abstracts / XXXVI Naučno-stručni skup Procesna tehnika i energetika u poljoprivredi - PTEP 2024 = XXXVI Scientific - Professional Conference Processing and Energy in Agriculture - PTEP 2024, Tara, Hotel Omorika, 15 – 18. April 2024 Novi Sad : Nacionalno društvo za procesnu tehniku i energetiku u poljoprivredi = National Society of Processing and Energy in Agriculture., 18. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_technorep_7445
Grbić J, Mladenović D, Lazović S, Đukić-Vuković A. Delignifikacija kukuruzne stabljike primenom zelenih rastvarača. in Knjiga sažetaka = Book of Abstracts / XXXVI Naučno-stručni skup Procesna tehnika i energetika u poljoprivredi - PTEP 2024 = XXXVI Scientific - Professional Conference Processing and Energy in Agriculture - PTEP 2024, Tara, Hotel Omorika, 15 – 18. April 2024. 2024;:18. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_technorep_7445 .
Grbić, Jovana, Mladenović, Dragana, Lazović, Saša, Đukić-Vuković, Aleksandra, "Delignifikacija kukuruzne stabljike primenom zelenih rastvarača" in Knjiga sažetaka = Book of Abstracts / XXXVI Naučno-stručni skup Procesna tehnika i energetika u poljoprivredi - PTEP 2024 = XXXVI Scientific - Professional Conference Processing and Energy in Agriculture - PTEP 2024, Tara, Hotel Omorika, 15 – 18. April 2024 (2024):18, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_technorep_7445 .