A comparison of autohydrolysis and partial acid hydrolysis as a pretreatment of beech sawdust for the bioconversion

Autohydrolysis and partial acid hydrolysis of beech (Fagus silvatica) sawdust were carried out at 185 and 200°C. Rates of formation of pentoses and lignin follow kinetic equation for first order reaction involving all hydrolysis of pentosane, decomposition of monosaccharides and degradation of native lignin. Total sugar yield from the pretreatment and enzymatic hydrolysis beech sawdust was 65.6% after pretreatment with 0.09% hydrochloric acid, and 60.5% after autohydrolysis at 200°C.

Przebadano kinetykę hydrolizy pentozanów i ligniny podczas autohydrolizy i częściowej kwasowej hydrolizy kwasem solnym trocin bukowych w temp. 185 i 200°C. Otrzymane dane posłużyły do opracowania kinetycznych modeli opisujących hydrolizę pentozanów, degradację powstałych cukrów prostych oraz degradację naturalnej ligniny do ligniny rozpuszczalnej w 1% roztworze NaOH w 20°C. Wzrostowi stężenia kwasu solnego od 0 do 0.09% podczas obróbki trocin bukowych towarzyszyła większa wydajność pentoz, co potwierdził stosunek stałych kinetycznych reakcji hydrolizy pentozanów (K₁) i degradacji cukrów prostych (K₂) od 1,9 dla autohydrolizy do 5,5 dla 0,09% roztworu kwasu solnego podczas obróbki w temp. 185°C. Obecność kwasu solnego w mieszaninie reakcyjnej zwiększyła szybkość hydrolizy zarówno pentozanów, jak i degradacji ligniny. Wzrostowi stężenia kwasu solnego towarzyszył intensywniejszy proces kondensacji lignin co objawiło się zmniejszoną wydajnością ekstrakcji ligniny po procesie obróbki. W wyniku obróbki wstępnej trocin bukowych, a następnie enzymatycznej hydrolizy celulozy uzyskano łącznie 65,6% cukrów redukujących gdy trociny traktowano 0,09% kwasem solnym w temp. 200°C, a 60,5% cukrów redukcyjnych w stosunku do użytej masy trocin stosując autohydrolizę również w temp. 200°C.