Enzymatic hydrolysis enhancement of oil palm empty fruit bunch by Peracetic-Sulfuric acid pretreatment

Darus, Libertus; Susana, Susana; Sihombing, Halasan; Utami, Amaliyah Rohsari Indah; Mel, Maizirwan

doi:10.1016/j.cej.2021.132452

Cited by 10 publications

(6 citation statements)

References 37 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Table 4 summarizes the fractionation effectiveness of lignocellulose biomass pretreated by PAA with or without the addition of additives, as reported in the literature. Recently, a self-generated PAA oxidant in a PHP (phosphoric acid and hydrogen peroxide) pretreatment system was investigated, in which the acetyl groups in biomass played a critical role [ 68 ]. The mechanism of self-generation of PAA and the fractionation of lignocellulose in the PHP system is shown in Figure 3 .…”

Section: Advantages Of Paa Pretreatment In Lignocellulose Biorefinerymentioning

confidence: 99%

“…Using these acyl groups to produce PAA in situ is not only beneficial to the hydrolysis of hemicellulose but also helpful in reducing the cost of PAA. Tian et al investigated self-generation PAA in a phosphoric acid plus hydrogen peroxide system Tian, Chen, Shen, et al [ 68 ], describing the overall deconstruction of lignocellulose and degradation of hemicellulose/lignin. Further experiments on the basic and practical application of self-generation PAA for lignocellulose biorefinery should be conducted in the future.…”

Section: Challenges and Roadmap Of Paa Pretreatment To Lignocellulose...mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Peroxyacetic Acid Pretreatment: A Potentially Promising Strategy towards Lignocellulose Biorefinery

Chen

et al. 2022

Molecules

View full text Add to dashboard Cite

The stubborn and complex structure of lignocellulose hinders the valorization of each component of cellulose, hemicellulose, and lignin in the biorefinery industries. Therefore, efficient pretreatment is an essential and prerequisite step for lignocellulose biorefinery. Recently, a considerable number of studies have focused on peroxyacetic acid (PAA) pretreatment in lignocellulose fractionation and some breakthroughs have been achieved in recent decades. In this article, we aim to highlight the challenges of PAA pretreatment and propose a roadmap towards lignocellulose fractionation by PAA for future research. As a novel promising pretreatment method towards lignocellulosic fractionation, PAA is a strong oxidizing agent that can selectively remove lignin and hemicellulose from lignocellulose, retaining intact cellulose for downstream upgrading. PAA in lignocellulose pretreatment can be divided into commercial PAA, chemical activation PAA, and enzymatic in-situ generation of PAA. Each PAA for lignocellulose fractionation shows its own advantages and disadvantages. To meet the theme of green chemistry, enzymatic in-situ generation of PAA has aroused a great deal of enthusiasm in lignocellulose fractionation. Furthermore, mass balance and techno-economic analyses are discussed in order to evaluate the feasibility of PAA pretreatment in lignocellulose fractionation. Ultimately, some perspectives and opportunities are proposed to address the existing limitations in PAA pretreatment towards biomass biorefinery valorization. In summary, from the views of green chemistry, enzymatic in-situ generation of PAA will become a cutting-edge topic research in the lignocellulose fractionation in future.

show abstract

Section: Advantages Of Paa Pretreatment In Lignocellulose Biorefinerymentioning

confidence: 99%

Section: Challenges and Roadmap Of Paa Pretreatment To Lignocellulose...mentioning

confidence: 99%

Peroxyacetic Acid Pretreatment: A Potentially Promising Strategy towards Lignocellulose Biorefinery

Chen

et al. 2022

Molecules

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In this case, several most used delignification and bleaching methods usually use NaOH dan NaOCl which are not environmentally friendly [9,10], so an alternative method is needed by using reagents that are more environmentally friendly. One of the alternative for delignification and bleaching process can use mixture of H2O2 with CH3COOH in a specified ratio, this mixture can be referred to as Peracetic Acid (PAA) solution which is milder to the environment [11]. Previously research about PAA has been carried out by Darus and Palamae [11,12] for bleaching process of palm oil empty fruit bunches biomass, sugarcane bagasse [13], hardwood and softwood [14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…One of the alternative for delignification and bleaching process can use mixture of H2O2 with CH3COOH in a specified ratio, this mixture can be referred to as Peracetic Acid (PAA) solution which is milder to the environment [11]. Previously research about PAA has been carried out by Darus and Palamae [11,12] for bleaching process of palm oil empty fruit bunches biomass, sugarcane bagasse [13], hardwood and softwood [14]. The novelty of this research is the utilization of PAA as a strong oxidizing agent for CPH delignification.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Isolation and Characterization α-Cellulose from Cocoa Pod Husk using Peracetic Acid

Dimawarnita,

Indriyantini,

Faramitha

et al. 2023

IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci.

View full text Add to dashboard Cite

Cocoa Pod Husk (CPH) is the main by-product of cocoa pods (Theobroma cacao L.) with 67-76% of fruit weight. However, CPH has a negative impact if it is not utilized and disposed of directly in the environment. The main fiber content in CPH is in the form of lignin, cellulose, hemicellulose, and pectin. Cellulose content, especially α-cellulose has a high potential if it is further utilized, one of which is nanocellulose. This study aims to produce α-cellulose from cocoa husks with high purity. The first research activity carried out was the process of removing pectin and bleaching to be free from impurities such as pectin, lignin, and hemicellulose. Then the cellulose isolation process using Peracetic Acid (PAA) can shorten the α-cellulose isolation process. The variation of PAA concentration was 1:4 (mol/mol) without dilution; 1:4 (mole/mole) by dilution; and 1:1 (mole/mole). The results of this study were the highest α-cellulose content of 69.39% was obtained from a 1:4 mole ratio of PAA without dilution. However, the α-cellulose content obtained did not qualify the SNI 938-2017 standard, which was 94%. FTIR, XRD, and SEM characterization showed that α-cellulose was present in hydrolysed CPH.

show abstract

“…The first had as first step acid hydrolysis assisted by microwaves and the second assisted by ultrasound. The results showed that microwave assisted acid hydrolysis first step improved enzymatic hydrolysis comparing to ultrasound assisted acid hydrolysis since it removed more hemicelluloses and produced more glucose Darus et al (2022). managed to enhance enzymatic hydrolysis of oil palm empty fruit bunch using peracetic-SA pretreatment.…”

mentioning

confidence: 99%

Industrial processes for the valorization of medical waste fractions

Γιακουμάκης¹

View full text Add to dashboard Cite

Η παρούσα διατριβή καινοτομεί στην έρευνα για την αξιοποίηση κυτταρινούχων/λιγνοκυτταρινούχων κλασμάτων νοσοκομειακών αποβλήτων, με σκοπό την παραγωγή ενέργειας, καυσίμων και υλικών, στο πλαίσιο της κυκλική οικονομίας μηδενικών αποβλήτων. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε εκτεταμένη βιβλιογραφική έρευνα με σκοπό τη συλλογή δεδομένων σχετικά με την παραγωγή των νοσοκομειακών αποβλήτων, τις μεθόδους συλλογής και διαχωρισμού αυτών και τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την αξιοποίηση ή την τελική διάθεσή τους. Βάσει των δεδομένων που συλλέχθηκαν, σχεδιάσθηκε η πειραματική μελέτη, η οποία πραγματοποιήθηκε με σκοπό να αναδείξει την δυνατότητα του βαμβακιού και χαρτιού νοσοκομειακής προέλευσης για την παραγωγή ενέργειας μέσω αύξησης της θερμογόνου δύναμής του καθώς και τη δυνατότητα χρήσης αυτού ως προσροφητικό μέσο για την απορρύπανση υδάτων. Μελετήθηκε, επίσης, η επεξεργασία του νοσοκομειακού βαμβακιού και του χαρτιού με ενζυμική υδρόλυση . Ειδικότερα, για την εξέταση της προσροφητικότητας καθώς και της ανώτερης θερμογόνου δύναμης του βαμβακιού των νοσοκομειακών αποβλήτων πραγματοποιήθηκε φρύξη (κοιν. καψάλισμα, torrefaction). Η προκατεργασία αυτή πραγματοποιήθηκε σε συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας με μέγιστη τους 340 oC και διαφορετικούς χρόνους παραμονής, προκειμένου να μελετηθούν οι παράμετροι που επηρεάζουν την απόδοση της διαδικασίας. Πραγματοποιήθηκαν 14 πειράματα σε υψικάμινο. Για τη μέτρηση της θερμογόνου δύναμης στα δείγματα χρησιμοποιήθηκε θερμιδόμετρο Parr 1341 Plain Jacket Bomb και έγιναν 14 μετρήσεις. Στα ίδια δείγματα ελέγχθηκε και η προσροφητικότητα. Για την προσομοίωση των ρυπασμένων υδάτων δημιουργήθηκε διάλυμα που περιείχε μπλε του μεθυλενίου (Methylene Blue, C16H18ClN3S.xH2O), ενώ οι μετρήσεις των δειγμάτων έγιναν σε φασματοφωτόμετρο HACH DR6000 UV-VIS (λ=664 nm). Για την προσομοίωση των πειραματικών δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλα κινητικά μοντέλα. Αξιοποιήθηκε ο συνδυαστικός παράγοντας σοβαρότητας (Combined Severity Factor, R0) που συνδυάζει σε μία μεταβλητή την επίδραση του χρόνου αντίδρασης και της θερμοκρασίας της φρύξης. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος Design Expert ο πειραματικός σχεδιασμός (Design of Experiments, DoE) κατά Box-Behnken για την εφαρμογή της μεθοδολογίας επιφανειακής απόκρισης (Response surface methodology, RSM) με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης της όξινης υδρόλυσης(με χρήση θειικού οξέος) στο κλάσμα βαμβακιού και χαρτιού των νοσοκομειακών αποβλήτων, ώστε να συσχετιστεί με το R0 ως προς τα πειραματικά αποτελέσματα. Ο πειραματικός σχεδιασμός αποτελείτο από 15 πειράματα για το βαμβάκι και 15 για το χαρτί. Στη συγκεκριμένη περίπτωση το R0, εκτός του χρόνου αντίδρασης και της θερμοκρασίας, εμπεριέχει και τη συγκέντρωση του οξέος που χρησιμοποιήθηκε. Τα προϊόντα που προέκυψαν από την κατεργασία του βαμβακιού μελετήθηκαν ως προς την προσροφητικότητα τους με 15 μετρήσεις, καθώς και ως προς την ανώτερη θερμογόνο δύναμη με 15 μετρήσεις. Τα πειράματα εκτελέστηκαν σε αντιδραστήρα διαλείποντος έργου (τύπου αυτοκλεί-στου) 3,75 L Parr 4553. Όλα τα παραπάνω πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Προσομοίωσης Βιομηχανικών Διεργασιών του τμήματος Βιομηχανικής Διοίκησης και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Πειραιά. Για την ανάλυση της σύστασης των δειγμάτων της στερεής φάσης, χρησιμοποιήθηκε το σύστημα υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC) 1260 Infinity II LC System, της Agilent με χρήση στήλης Aminex HPX-87H στους 50 oC, μετά από ποσοτική σακχαροποίηση αυτών με την πραγματοποίηση 30 μετρήσεων για κάθε ένα κλάσμα. Η ίδια διαδικασία χρησιμοποιήθηκε και στην ανάλυση της υγρής φάσης, με σκοπό τον προσδιορισμό της ποσότητας και του είδους των συνολικών σακχάρων και τον έλεγχο για προϊόντα αποικοδόμησης αυτών. Πραγματοποιήθηκαν 30 μετρήσεις για την κάθε μία στερεή φάση (βαμβάκι και χαρτί) και 30 μετρήσεις για την κάθε μία υγρή. Τα στερεά δείγματα χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή ζυμώσιμης γλυκόζης μέσω ενζυμικής υδρόλυσης. Το ενζυμικό μείγμα Cellic® CTec2 της Novozymes A/S χρησιμοποιήθηκε για την υδρόλυση των δειγμάτων η οποία πραγματοποιήθηκε στους 50 oC. Δείγματα ελήφθησαν μετά από 24 και 48 ώρες και στη συνέχεια αναλύθηκαν με τη μέθοδο DNS (δινιτροσαλικυλικού οξέος) και της μεθόδου glucotest με χρήση φασματοφωτόμετρου (30 μετρήσεις στις 24 και 30 στις 48 ώρες για κάθε μέθοδο και κάθε υλικό). Αυτά τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο Eργαστήριο Bιοτε-χνολογίας της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Μετσόβειου Πολυτεχνείου. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το βαμβάκι στα νοσοκομειακά απόβλητα είχε καλύτερη απόδοση από το χαρτί ως πηγή θερμότητας. Ομοίως, απεδείχθη καλύτερο προσροφητικό υλικό, ιδίως μετά από την επεξεργασία της του με όξινη υδρόλυση. Επίσης, παρουσίασε μεγαλύτερη απόδοση μετατροπής σε ζυμώσιμη γλυκόζη από το χαρτί στα νοσοκομειακά απόβλητα, κάτι που το καθιστά μία πολλά υποσχόμενη πηγή ενέργειας και υλικών στα πλαίσια της κυκλικής οικονομίας μηδενικών αποβλήτων.

show abstract

Enzymatic hydrolysis enhancement of oil palm empty fruit bunch by Peracetic-Sulfuric acid pretreatment

Cited by 10 publications

References 37 publications

Peroxyacetic Acid Pretreatment: A Potentially Promising Strategy towards Lignocellulose Biorefinery

Peroxyacetic Acid Pretreatment: A Potentially Promising Strategy towards Lignocellulose Biorefinery

Isolation and Characterization α-Cellulose from Cocoa Pod Husk using Peracetic Acid

Industrial processes for the valorization of medical waste fractions

Contact Info

Product

Resources

About