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Keywords
- Lignocellulose (5)
- Glycerol (3)
- Pulping (3)
- AlkaPolP (2)
- Biorefinery (2)
- Enzymatic hydrolysis (2)
- Pretreatment (2)
- Rapeseed oil (2)
- Adsorptionskinetik (1)
- Aufschluss (1)
Institute
The implementation of a lignocellulose-based biorefinery requires an efficient fractionation of its raw material. For this purpose a comprehensive biorefinery concept has been developed based on alkaline polyol pulping (AlkaPolP). It exhibits a high degree of flexibility with respect to the extent of fractionation by adjusting easily controllable process parameters. As shown in this contribution, the AlkaPolP process can be successfully applied for a wide range of lignocellulosic biomass including hardwood, softwood, bark and grasses, all of which yielding high quality product fractions.
With essentially complete delignification the obtained pulp fraction is easily degraded by cellulases. The produced hydrolysates are free of inhibitors and can be used as substrates for a variety of fermentation processes. Without further modification, the AlkaPolP lignin fraction can be readily applied as high value substrate for various processes as confirmed by extensive characterisations in industrial and research laboratories (Dynea, Fraunhofer Institute). The remaining product fraction resulting from the degradation of various polysaccharides is being recovered as carboxylic acids.
Based on extensive experimental results up to mini-plant scale, an integrated biorefinery concept has been developed including a continuous pulping stage and a full scale recycling of process chemicals thus allowing operations in environmentally sensitive rural areas.
Zur Immobilisierung von Enzymen kann man Träger kaufen oder diese selbst herstellen. In früheren Arbeiten wurde ein Verfahren entwickelt, um hochporöse Kohlenstoffmaterialien in beliebigen Dimensionen herzustellen. Als Modell-Enzym zur Immobilisierung wurde die Thermomyces lanuginosus Lipase (TLL) gewählt, die adsorptiv und kovalent an das Material sowie an zwei käufliche Trägermaterialien
auf Polymethacryl-Basis (Funktionalitäten: Ethylendiamin- bzw. Diolgruppen)gebunden werden sollten. Es wurden Kohlenstoffgranulat (d = 125 –200 mm) und zylindrische Monolithe (h = 4 cm; d = 1 cm) synthetisiert. Die adsorptive Immobilisierung ergab am Kohlenstoffgranulat Aktivitäten von bis zu 2,5Ug⁻¹ gegenüber p-Nitrophenyl Palmitat (pNPP). Bei den zwei käuflichen Materialien
wurden Aktivitäten von bis zu 1,8Ug⁻¹ erreicht. Mit der kovalenten Immobilisierung konnten Aktivitäten von bis zu 10Ug⁻¹ am Kohlenstoffmaterial sowie dem Polymethacryl-Material (–OH funktionalisiert) gegenüber pNPP erreicht werden. Das Kohlenstoffmaterial ist ein geeigneter Träger für die TLL, der im Vergleich mit gängigen Materialien Aktivitäten in der gleichen Größenordnung zulässt. Das Porenvolumen des Materials sowie die
Makroporosität könnten erhöht werden, um Diffusions- und Durchströmungsbarrieren im Monolithen abzubauen.