Hemicellulose extraction from slash pine sawdust by steam explosion with sulfuric acid

Autores
Stoffel, Romina Bettiana; Neves, Priscila Vinholi; Felissia, Fernando Esteban; Ramos, Luiz Pereira; Gassa, Liliana Mabel; Area, María Cristina
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Fil: Stoffel, Romina Bettiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico (Nordeste). Instituto de Materiales de Misiones. Programa de Pulpa y Papel; Argentina.
Fil: Stoffel, Romina Bettiana. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones. Programa de Pulpa y Papel; Argentina.
Fil: Neves, Priscila Vinholi. Universidad Federal de Paraná. Departamento de Química. Centro de Investigación en Química Aplicada; Brasil.
Fil: Felissia, Fernando Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico (Nordeste). Instituto de Materiales de Misiones. Programa de Pulpa y Papel; Argentina.
Fil: Felissia, Fernando Esteban. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones. Programa de Pulpa y Papel; Argentina.
Fil: Ramos, Luiz Pereira. Universidad Federal de Paraná. Departamento de Química. Centro de Investigación en Química Aplicada; Brasil.
Fil: Gassa, Liliana Mabel. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina.
Fil: Gassa, Liliana Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.
Fil: Area, María Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico (Nordeste). Instituto de Materiales de Misiones. Programa de Pulpa y Papel; Argentina.
Fil: Area, María Cristina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones. Programa de Pulpa y Papel; Argentina.
One of the main obstacles to the development of advanced forest biorefineries is the optimal fractionation of the plant biomass. The aim of this work was to design a two-stage process for the fractionation of slash pine sawdust: alkaline deresination for extractives removal and sulfuric acid-catalyzed steam explosion (SE) for hemicellulose extraction. SE was carried out in a high-pressure steam reactor under different conditions of temperature (180 °C–200 °C), time (5 min–10 min) and acid concentration (1:100 H2SO4 - 3:100 H2SO4 (on mass of dry wood)) according to a factorial design. Extractives, lignin, carbohydrates, and degradation by-products were quantified. The effect of pretreatment on enzymatic hydrolysis (EH) was also evaluated. SE was very efficient for hemicelluloses extraction (90% at 200 °C with 3:100 H2SO4 (on mass of dry wood) for 5 min) with a high glucan recovery. EH yield increased 6-fold after SE. There was a trade-off between maximizing carbohydrate recovery, hemicellulose extraction, and cellulose digestibility.
Materia
Sawdust pine
Steam explosion
Fractionation
Hemicelluloses
Enzymatic hydrolysis
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional
Repositorio
Repositorio Institucional Digital de la Universidad Nacional de Misiones (UNaM)
Institución
Universidad Nacional de Misiones
OAI Identificador
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One of the main obstacles to the development of advanced forest biorefineries is the optimal fractionation of the plant biomass. The aim of this work was to design a two-stage process for the fractionation of slash pine sawdust: alkaline deresination for extractives removal and sulfuric acid-catalyzed steam explosion (SE) for hemicellulose extraction. SE was carried out in a high-pressure steam reactor under different conditions of temperature (180 °C–200 °C), time (5 min–10 min) and acid concentration (1:100 H2SO4 - 3:100 H2SO4 (on mass of dry wood)) according to a factorial design. Extractives, lignin, carbohydrates, and degradation by-products were quantified. The effect of pretreatment on enzymatic hydrolysis (EH) was also evaluated. SE was very efficient for hemicelluloses extraction (90% at 200 °C with 3:100 H2SO4 (on mass of dry wood) for 5 min) with a high glucan recovery. EH yield increased 6-fold after SE. There was a trade-off between maximizing carbohydrate recovery, hemicellulose extraction, and cellulose digestibility.
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