| Abstract | Održiva upotreba lignocelulozne biomase za razne biotehnološke procese, poput otpadne trave uključuje iskorištavanje svih ugljikohidrata prisutnih u njenim hidrolizatima. Zbog složene strukture otpadna trava mora prvo proći proces predobrade da bi se mogla primijeniti u procesu proizvodnje bilo kojeg visokovrijednog proizvoda. Cilj ovog rada bio je odrediti optimalne uvjete za kiselinsku i alkalnu hidrolizu otpadne trave u visokotlačnom reaktoru, u svrhu optimizacije procesa zbog dobivanja što većeg prinosa fermentabilnih šećera i nastanka što manje nusprodukata koji bi imali inhibitorni učinak na daljnju enzimsku hidrolizu ili neki drugi stupanj u procesu proizvodnje odabranog proizvoda. U ovom istraživanju ispitivan je utjecaj 0,5 %-tne sumporne kiseline te utjecaj 1 %-tne natrijeve lužine pri različitim temperaturama (160, 180 i 200 °C) kroz različita vremena zadržavanja (1, 5 i 10 minuta). Iz provedenog istraživanja najveće koncentracije fermentabilnih šećera: (21,31 g L-1ksiloze, 7,71 g L-1 glukoze i 5,00 g L-1arabnoze) zabilježene su u kiselinskom tekućem hidrolizatu pri temperaturi od 200°C i vremenu zadržavanja od 1 minute. U tekućoj fazi nakon kiselinske predobrade, kod prethodno navedenih uvjeta detektirane su i najviše koncentracije nusprodukata: 3,72 g L-1 mravlje kiseline, 4,26 g L-1 octene kiseline, 0,68 g L-1 levulinske kiseline te 2046,05 mg L-1 furana. Nakon lužnatog pretretmana najveći zabilježeni udio šećera bio je 91,6 % glukana u krutoj fazi hidrolizata pri temperaturi od 200 °C i tZ=10 min, dok su koncentracije inhibitora nakon alkalne predobrade u oba hidrolizata bile zanemarive. |
| Abstract (english) | Sustainable use of lignocellulosic biomass, such as hay, utilizes all the carbohydrates present in its hydrolysis. Due to the complex structure of lignocellulose, hay must first undergo a pretreatment process in order to be used in the production of any high value product. The goal of this reasearch was to determine the optimal conditions for acid and alkaline hydrolysis of hay in a high-pressure reactor, and to optimize the process to obtain high yield of fermentable sugars and achieve as less as possible by-products that have an inhibitory effect on further enzymatic hydrolysis or some other degree of utilization of selected production. In this study, the effect of 0,5% sulfuric acid and effect of 1% sodium hydroxide were studied with the influence of different temperatures (160, 180 and 200 ° C) at different retention times (1, 5 and 10 minutes). From the proven studies, the highest concentration of fermentable sugars (21,31 g L-1 xylose, 7,71 g L-1 glucose and 5,00 g L-1 arabnosis) were recorded in acid liquid hydrolyzate at 200 ° C and during retention time of 1 minute. Highest concentrations of by-products: 3,72 g L-1 formic acid, 4,26 g L-1 acetic acid, 0,68 g L-1 of levulinic acid and 2046,05 mg L-1 furans were detected in the liquid phase after acid pretreatment,under same conditions. After alkaline pretreatment, the highest recorded sugar content was 91,6 % glucan in the solid phase of hydrolisate at 200 ° C and tZ = 10 min, while the concentration of inhibitors after alkaline processing in both hydrolysates was negligible. |
