High consistency enzymatic hydrolysis of SPORL-pretreated pine

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Turunen, Ossi
dc.contributor.advisor Zhu, Junyong
dc.contributor.author Mäkinen, Tomi
dc.date.accessioned 2017-07-04T06:29:01Z
dc.date.available 2017-07-04T06:29:01Z
dc.date.issued 2017-06-13
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/27054
dc.description.abstract The aim of the thesis was to study the enzymatic hydrolysis of SPORL-pretreated Douglas fir forest residue. Monosaccharides can be generated from pretreated wood sample with enzymatic hydrolysis. Four laccases were used and one cellulase in the enzymatic hydrolysis. Results can be used later when impact of laccases on the hydrolysis and fermentation is examined using the SPORL-pretreated forest residue as a carbohydrate-rich raw material. The literature part reports about the general properties of the pretreatment methods. The main focus lies on SPORL-pretreatment and the enzymatic hydrolysis of the pretreated solid residue. Parameters of cooking and the recovery system of SPORL are discussed in detail. The most important factors promoting the inhibition of enzymatic hydrolysis are discussed. Lignin and other phenolics, derived from wood extractives, have been identified as the most critical inhibitors. Ways to overcome the inhibition of enzymatic hydrolysis are proposed and discussed. In the research part, the SPORL- pretreated Douglas fir forest residue is hydrolysed. Firstly, enzymatic hydrolyses conducted for 72h hydrolysis to reveal the differences between reaction rates or yields by using four different laccases and one cellulase. Secondly, the best enzyme combination was chosen from the first experiments and used for the short hydrolysis (14h) and in the dosage test. Finally, the results were confirmed by using industrial relevant substrate consistency of 20 % in industrial reactors with a combination of different enzymes, which were selected by previous optimization trials. As a conclusion of this work a continuation of the research is recommended by using SPORL pretreated Douglas fir forest residue. Thereby, the efficiency and the sugar yield of the laccase mediator system should be investigated. Further reaction parameters, such as pH require optimization studies to exploit the highest hydrolysis yield from a SPORL pretreated forest residue. en
dc.description.abstract Työn tavoitteena oli hydrolysoida SPORL esikäsiteltyä Douglaskuusen metsätähdettä. Entsymaattisen hydrolyysin avulla on mahdollista erottaa monosokereita puunäytteestä. Työssä käytettiin neljää erilaista lakkaasia ja yhtä sellulaasia entsymaattisessa hydrolyysissä. Tuloksia voidaan hyödyntää jatkossa tutkittaessa tarkemmin lakkaasin vaikutusta hydrolyysiin ja fermentointiin SPORL esikäsittelyä hyödyntäen. Työn kirjallisuusosassa käsitellään SPORL esikäsittelyä ja entsymaattista hydrolysiä. Ensin esitellään yleisimpiä happokäsittelyjä ja tarkastellaan SPORL esikäsittelyä. SPORL esikäsittelymenetelmästä tarkastellaan parametreja liittyen esikäsittelyyn, keittoliuoksen kierrätyssysteemiin. Tärkeimmät entsymaattista hydrolyysiä rajoittavat tekijät käsitellään. Ligniini ja muut phenolit, joita on puussa lisäaineena ovat tärkeimpiä rajoittavia tekijöitä hydrolyysissä. Työssä esitellään erilaisia tapoja vähentää rajoittavia tekijöitä. Tutkimusosassa tutkittiin esikäsiteltyä Douglaskuusen metsätähdettä entsymaattisessa hydrolyysissä. Hydrolyysit toteutettiin ensin 72 tunnin entsymaatisella hydrolyysillä, jotta voitiin määrittää neljän eri lakkaasin välisiä eroja reaktionopeuden tai saannon perusteella. Tämän jälkeen valittiin parhaiten toimiva entsyymikombinaatio (lakkaasi ja sellulaasi), joista tehtiin tarkempi tarkastelu. Tarkemmassa tarkastelussa tehtiin lyhyt 14 tunnin hydrolyysi osana 72 tunnin hydrolyysiä, annostesti valittuja entsyymejä käyttäen ja tutkittiin teollisuusmittakaavassa 20 % sakeudella kuinka valittu entsyymikombinaatio toimi teollisessa ympäristössä. Tuloksien perusteella olisi syytä tehdä vielä tarkempi tarkastelu SPORL käsitellystä Douglaskuusesta esimerkiksi lakkaasin ja mediaattorin yhdistelmällä. Myös reaktioparametrien, kuten pH:n optimointi on tarpeellista, jotta entsymaattisen hydrolyysin korkein saanto voidaan selvittää. fi
dc.format.extent 54
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title High consistency enzymatic hydrolysis of SPORL-pretreated pine en
dc.title SPORL esikäsitellyn männyn hydrolyysi korkealla kiintoainepitoisuudella fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword SPORL en
dc.subject.keyword enzymatic hydrolysis en
dc.subject.keyword laccase en
dc.subject.keyword high consistency en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201707045951
dc.programme.major Biomass refining fi
dc.programme.mcode CHEM3021 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Sixta, Herbert
dc.programme Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering fi
dc.ethesisid Aalto 9453
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account