engleski

Optimizacija uvjeta visokosmicajne ekstruzije trave iz roda Miscanthus kao sirovine za proizvodnju bioetanola

Cilj disertacije bio je utvrditi optimalne parametre visokosmicajne ekstruzije kao predtretmana u proizvodnji bioetanola iz trave M. sacchariflorus. M. sacchariflorus je ekstrudiran u jednopužnom ekstruderu pri različitim uvjetima kako bi se nakon enzimske hidrolize u trajanju od 72 sata postigli maksimalni prinosi glukoze, ksiloze, arabinoze te minimalni prinosi celobioze i nusproizvoda. Kako bi se postiglo navedeno te utvrdili optimalni uvjeti ekstruzije, prilikom planiranja pokusa, u obzir su uzete različite vrijednosti veličine čestice i sadržaja vode uzorka te različite temperature ekstruzije i brzine pužnice. Nakon predtretmana, provedena je enzimska hidroliza nakon koje su utvrđene koncentracije prisutnih referentnih šećera i nusproizvoda, a s ciljem utvrđivanja učinkovitosti ekstruzije kao predtretmana. Statistička analiza je potvrdila da su odabrani parametri imali signifikantni utjecaj na prinose šećera i nusproizvoda. Nadalje, utvrđeni su optimalni parametri ekstruzije i to veličina čestice od 1, 57 mm, sadržaj vode od 19.99%, temperatura ekstruzije od 100°C i brzina pužnice od 150 o/min. U navedenim uvjetima, može se postići sljedeće: glukoza – 24%, ksiloza – 3, 20%, arabinoza – 1, 13%, celobioza – 0, 52% i nusproizvodi – 2, 45%. Osim toga, utvrđen je stupanj konverzije supstrata i to stupanj konverzije do glukoze – 70, 17%, do ksiloze – 8, 72%, do arabinoze – 3, 09%, do celobioze – 1, 54% i do nusproizvoda – 6, 73%. Na temelju eksperimentalnih podataka tijekom enzimske hidrolize, utvrđeni su parametri koji opisuju fraktalnu kinetiku procesa hidrolize. Tako je najviši vremenski-ovisan koeficijent brzine, k, bio 0, 062, dok je najviši fraktalni eksponent, h, bio 0, 763. Skeniranjem uzoraka ekstrudiranih pri različitim uvjetima predtretmana na elektronskom mikroskopu, potvrdile su se promjene u strukturi mikrovlakana M. sacchariflorus, ovisno o primijenjenim uvjetima ekstruzije.

bioethanol production; byproduct yield; degree of conversion; enzymatic hydrolysis; extrusion pretreatment; fractal kinetics; Miscanthus; optimization; sugar yield

nije evidentirano