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Journal of environmental management2017Feb01Vol.187issue()

物理化学的特性評価、2つのペニセタムSPの超音波支援酸前処理のモデリング、および最適化タグチと人工ニューラルネットワーキングのために、掘削を強化する

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

2つのペニセタムspのリグノセルロースバイオマスの酸と超音波支援酸前処理。Denanath Grass(DG)とハイブリッドネイピアグラス(HNG)は、バイオエタノールの産生のためのセルロースの掘削と最大曝露の強化について調査されています。H2SO4、HCL、H3PO4、H2NO3などの異なる酸による前処理のスクリーニングは、異なる温度に対して最適化され、タチチ直交アレイを使用して時間と酸濃度を使用して最適化され、得られたデータは人工ニューラルネットワークを使用して統計的に検証されました。HClは、両方のPennisetum sp。の前処理に最も効果的な酸であることがわかった。HCl前処理の最適化された条件は、1%と1.5%の酸濃度であり、時間130分と50分、温度121°Cと110°Cを浸し、DGおよびHNGでそれぞれ33.0%と33.8%の最大層別化をもたらしました。100 Wの電源、353 Kの温度、およびデューティサイクル70%の電源を備えたさらにウルトロソノ支援HCL前処理により、酸前処理よりもDGとHNGの両方でそれぞれ80.4%と82.1%の隔離が大幅に高くなりました。酸および超音波支援前処理リグノセルロシスバイオマスの両方のSEM、FTIR、および自己蛍光顕微鏡を使用した調査により、ウルトラソノ補助剤の場合においてより大きな効果を伴う、リグノン含有量の減少とセルロースの曝露が増加し、前処理されたリグノセルロースバイオマスの立体構造変化が明らかになりました。

2つのペニセタムspのリグノセルロースバイオマスの酸と超音波支援酸前処理。Denanath Grass(DG)とハイブリッドネイピアグラス(HNG)は、バイオエタノールの産生のためのセルロースの掘削と最大曝露の強化について調査されています。H2SO4、HCL、H3PO4、H2NO3などの異なる酸による前処理のスクリーニングは、異なる温度に対して最適化され、タチチ直交アレイを使用して時間と酸濃度を使用して最適化され、得られたデータは人工ニューラルネットワークを使用して統計的に検証されました。HClは、両方のPennisetum sp。の前処理に最も効果的な酸であることがわかった。HCl前処理の最適化された条件は、1%と1.5%の酸濃度であり、時間130分と50分、温度121°Cと110°Cを浸し、DGおよびHNGでそれぞれ33.0%と33.8%の最大層別化をもたらしました。100 Wの電源、353 Kの温度、およびデューティサイクル70%の電源を備えたさらにウルトロソノ支援HCL前処理により、酸前処理よりもDGとHNGの両方でそれぞれ80.4%と82.1%の隔離が大幅に高くなりました。酸および超音波支援前処理リグノセルロシスバイオマスの両方のSEM、FTIR、および自己蛍光顕微鏡を使用した調査により、ウルトラソノ補助剤の場合においてより大きな効果を伴う、リグノン含有量の減少とセルロースの曝露が増加し、前処理されたリグノセルロースバイオマスの立体構造変化が明らかになりました。

Acid as well as ultrasono-assisted acid pretreatment of lignocellulosic biomass of two Pennisetum sp.; Denanath grass (DG) and Hybrid Napier grass (HNG) have been investigated for enhanced delignification and maximum exposure of cellulose for production of bioethanol. Screening of pretreatment with different acids such as H2SO4, HCl, H3PO4 and H2NO3 were optimized for different temperature, soaking time and acid concentrations using Taguchi orthogonal array and the data obtained were statistically validated using artificial neural networking. HCl was found to be the most effective acid for pretreatment of both the Pennisetum sp. The optimized conditions of HCl pretreatment were acid concentration of 1% and 1.5%, soaking time 130 and 50 min and temperature 121 °C and 110 °C which yielded maximum delignification of 33.0% and 33.8% for DG and HNG respectively. Further ultrosono-assisted HCl pretreatment with a power supply of 100 W, temperature of 353 K, and duty cycle of 70% has resulted in significantly higher delignification of 80.4% and 82.1% for both DG and HNG respectively than that of acid pretreatment. Investigation using SEM, FTIR and autofloresence microscopy for both acid and ultrasono-assisted acid pretreatment lignocellulosic biomass revealed conformational changes of pretreated lignocellulosic biomass with decreased lignin content and increased exposure of cellulose, with greater effectiveness in case of ultrasono assisted acid pretreatment condition.

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