ポリスチレンディビニルベンゼン樹脂を使用したプレ油分解液からの発酵阻害剤の除去

背景：パルププロセスからの産業前油分解液（PHL）における可溶性リグニン、毛皮およびヒドロキシメチルフルフラル（HMF）の存在は、バイオエタノールおよび他の生化学物質への生体コンバージョンを阻害する可能性があります。これらの阻害剤を除去するためにさまざまな技術が開発されていますが、治療プロセス中に一定量の糖も必然的に除去されます。したがって、ポリスチレンディビニルベンゼン（PS-DVB）樹脂を吸着材料として使用して、発酵阻害剤を同時に除去しながら、キシロース濃度を濃縮することにより酸加水分解後のPHLの発酵性を改善するために高収量の糖を保持しました。PS-DVB樹脂で処理した後、酸加熱PHL（A-PHL）の発酵性は、エタノールとキシロシン酸（XA）への生体コンバージョンによって評価されました。 結果：結果は、PHL中の最高のキシロース濃度（101.1 g/L）は、4％酸で80分間、100°Cで80分間、発酵阻害剤（フルフラル、HMF、リグニン）の濃度が酸性加水分解により得られることを示しました。PHLは、酸水分解プロセス中にも大幅に改善される可能性があります。PS-DVB樹脂での治療後、リグニンの97％、フルフラルの92％、およびHMFの97％がA-PHLから除去されただけでなく、その後の発酵のためにキシロースの96％が保持されました。樹脂処理により、A-PHLの発酵性は、30-50 g/Lキシロースを含むA-PHLからのエタノール産生で162-282％、90-150を含むA-PHLからのXA産生で18-828％改善できます。G/Lキシロース。 結論：これらの結果は、PS-DVB樹脂がBioconversionによって付加価値製品を生産する前にPHLから阻害剤を除去できることを確認しました。さらに、この作業は、パルピングプロセスの廃棄物の流れと見なされる油分解前の酒から付加価値化学物質を生産するための概念を理想的に提供します。

BACKGROUND: The presence of soluble lignin, furfural and hydroxymethylfurfural (HMF) in industrial pre-hydrolysis liquor (PHL) from the pulping process can inhibit its bioconversion into bioethanol and other biochemicals. Although various technologies have been developed to remove these inhibitors, certain amounts of sugars are also inevitably removed during the treatment process. Hence, polystyrene divinylbenzene (PS-DVB) resin was used as an adsorptive material to simultaneously remove fermentation inhibitors while retaining sugars with high yields to improve the fermentability of PHL after acid hydrolysis by enriching its xylose concentration. The fermentability of acid-hydrolyzed PHL (A-PHL) was evaluated by the bioconversion into ethanol and xylosic acid (XA) after treatment with PS-DVB resin. RESULTS: The results showed that the highest xylose concentration (101.1 g/L) in PHL could be obtained by acid hydrolysis at 100 °C for 80 min with 4% acid, while the concentration of fermentation inhibitors (furfural, HMF and lignin) in PHL could also be significantly improved during the acid-hydrolysis process. After treatment with PS-DVB resin, not only were 97% of lignin, 92% of furfural, and 97% of HMF removed from A-PHL, but also 96% of xylose was retained for subsequent fermentation. With resin treatment, the fermentability of A-PHL could be improved by 162-282% for ethanol production from A-PHL containing 30-50 g/L xylose and by 18-828% for XA production from A-PHL containing 90-150 g/L xylose. CONCLUSIONS: These results confirmed that PS-DVB resin can remove inhibitors from PHL before producing value-added products by bioconversion. In addition, this work will ideally provide a concept for producing value-added chemicals from pre-hydrolysis liquor, which is regarded as the waste stream in the pulping process.