PHẦN 3: ỨNG DỤNG
3.2.Tiến hành trích ly xylan của bắp bằng sóng siêu âm 1 Giới thiệu
3.2.1. Giới thiệu
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công nghệ truyền thống và hiện đại để trích ly xylan. Nếu xylan có thể được trích ly từ lõi bắp chứa lignocellulosic trước khi nó được dành cho sản xuất ethanol, điều này sẽ thêm một giá trị lớn cho nền kinh tế nhiên liệu năng lượng sinh học .
Xylan trong lõi bắp là hợp chất của lignin và carbohydrates khác thông qua liên kết đồng hóa trị, liên kết này bền khó bị tác động bởi các phản ứng hóa học và enzyme. Vì vậy, các nguyên liệu cần được tiền xử lý để phá vỡ liên kết này để lộ các polysaccharide làm cho phản ứng với enzyme và hóa học dễ xảy ra. Một số phương pháp tiền xử lý đã được tiến hành để phá vỡ các liên kết hóa trị giữa xylan và carbohydrate khác trong lõi bắp. Thông thường trích ly xylan là một quá trình tốn thời gian và sinh ra một số sản phẩm không mong muốn như furfural và làm giảm đường.
Garrote và cộng sự trích ly 28% xylan từ lõi bắp ở 1700C bằng nhiệt bằng cách trộn nước và lõi ngô sử dụng sáu tua bin cánh quạt.
Yang và cộng sự đã phát hiện xử lý lõi bắp bằng axít sulfuric loãng để tăng cường khả năng trích ly xylan. Họ đã thu được các tỷ lệ trích ly: 19,9%, 39,4% và 52,9% tương ứng hấp ở 1350C, 140 0C và 1500C. Kết quả của họ chỉ ra rằng sự gia tăng nhiệt độ hấp mang lại kết quả tỷ lệ trích ly cao hơn. Tuy nhiên, sự gia tăng nhiệt độ hấp cũng giảm nồng độ đường.
Kết quả trích ly nồng độ kiềm trong dịch trích ly cao [6], nồng độ kiềm xử lý thấp và tiền xử lý axit cũng được tiến hành để trích ly các xylan. Một số các phương pháp được sử dụng thành công cho xylose, xylitol hoặc sản xuất butanediol. Tuy nhiên, trích ly bằng kiềm và trích ly bằng acid là không thích hợp cho việc sản xuất các xylooligosaccharides, vì gây ra ăn mòn nghiêm trọng và ô nhiễm, tạo ra một lượng lớn các xylose trong dịch thủy phân.
Do những hạn chế của các phương pháp tiền xử lý thông thường, có một nhu cầu cho một phương pháp tiền xử lý tốt hơn mà hiệu quả có thể phá vỡ các liên kết trong một thời gian ngắn và thu được nhiều xylan. Năng lượng siêu âm đã cho thấy một xu hướng triển vọng để đạt được mục tiêu này
Sóng siêu âm là ứng dụng của các sóng âm thanh tần số và cường độ cao (bình thường trong khoảng 20-100 kHz) để truyền qua chất lỏng hoặc khí. Tác động chủ yếu của sóng siêu âm là truyền và tương tác làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của vật liệu do tác dụng xâm thực của nó. Xâm thực gây ra cục bộ ở nhiệt độ cao và áp lực cao, kết quả tạo ra nhiều gốc tự do, chẳng hạn như OH-, H +, H2O2 , do đó tăng cường các
phản ứng hóa học. Hiệu ứng của siêu âm giúp tăng cường sự xâm nhập của các dung