ポプラ材から発酵性糖類への生物学的変換においてチップサイズが蒸気前処理効率に与える影響

DEMARTINI Jaclyn D.; DEMARTINI Jaclyn D.; DEMARTINI Jaclyn D.; FOSTON Marcus; FOSTON Marcus; FOSTON Marcus; MENG Xianzhi; MENG Xianzhi; JUNG Seokwon; JUNG Seokwon; KUMAR Rajeev; KUMAR Rajeev; RAGAUSKAS Arthur J.; RAGAUSKAS Arthur J.; WYMAN Charles E.; WYMAN Charles E.

文献

J-GLOBAL ID：201602206929624038 整理番号：16A0092064

ポプラ材から発酵性糖類への生物学的変換においてチップサイズが蒸気前処理効率に与える影響

How chip size impacts steam pretreatment effectiveness for biological conversion of poplar wood into fermentable sugars

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資料名：
巻： 8 号： Dec ページ： 8:209 (WEB ONLY) 発行年： 2015年12月
JST資料番号： U7022A ISSN： 1754-6834 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

木材バイオマスは酵素的糖放出が非常に難しく,持続可能な燃料と化学物質の生物学的生産で経済的に実行可能な糖収量を得るためにはしばしば大幅なサイズ低減と大掛かりな前処理が必要になる。しかし,木材バイオマスの機械的サイズ低減は多量のエネルギーを消費することから,サイズ低減を最少にし,生物学的変換前に大きな木材チップの前処理が必要である。しかし現在,ほとんどの実験室研究は商業条件よりはるかに小さいサイズの材料で行われている。その結果,大きいバイオマス粒度が木材チップの蒸気爆発前処理とその後の酵素的加水分解に与える効率についての理解が進んでいない。これらの問題を解決するために新規小規模分析とハイスループット処理および加水分解(HTPH)を利用して単一の前処理木材チップに厚みによって前処理法を変え,組成と分解性に差が生じるかを検討した。熱伝導モデリング,Simonsの染色試験,磁気共鳴画像法(MRI),走査電子顕微鏡(SEM)を用いて木材試料の前処理による影響を調べ,変化の原因を明らかにし,酵素アクセシビリティ(細孔サイズなど)分布がこの試料の酵素的分解性を決定する主因子であることを示した。これらの技術によりPopulus tremuloidesの前処理有効性は短時間前処理でチップの厚みによってかなり変化し,空間的分解性効果とその後の酵素的加水分解での糖収量低下につながることが分かった。これらの結果から,低温条件でのアクセシビリティを空間的に変化させる急速な分解前処理(蒸気爆発など)は大きめの木材チップに適しており,これは高温・短時間の前処理により生じる温度と分解性プロフィルの非均一性によるためであった。また,この研究では木材チップは前処理時の自然な細孔構造で主に加水分解されたことから,貯蔵およびチップ化工程での天然の木目および輸送系保持が前処理効率と均一性を増加させると考えられた。(翻訳著者抄録)

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生物燃料及び廃棄物燃料

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