|
Laimeahappohydrolyysi
Kimmo Klemola Laimeahappohydrolyysi on vanhin menetelmä etanolin valmistamiseksi lignoselluloosabiomassasta. Vuonna 1898 Saksassa kehitettiin laimeahappohydrolyysiin perustuva prosessi, jossa etanolin saanto oli 76 litraa puubiomassatonnia kohti. Varsin pian saksalaiset olivat jo kehittäneet prosessin, jossa etanolin saanto oli 189 litraa puubiomassatonnia kohti. Laimeahappohydrolyysiprosessista saatava sokeripitoinen liuos fermentoidaan etanoliksi. Ligniini joko poltetaan prosessihöyryn tuottamiseksi tai siitä tuotetaan erikoiskemikaaleja kuten dispergointiaineita, rehun sideaineita, sementin lisäaineita ja maan stabilointiaineita. Rikkihapon laimeahappohydrolyysiä käytetään joko entsymaattisen hydrolyysin esikäsittelyssä tai lignosellulloosan koko hydrolyysissä. Entsymaattisen hydrolyysin esikäsittelyssä voidaan käyttää myös höyryräjäytystä Laimeahappohydrolyysin etuna on vähäinen haponkulutus. Toisaalta lämpötilojen on oltava korkeita, mikä lisää korrodoivuutta ja hemiselluloosasokerien hajoamista fermentiota inhiboiviksi yhdisteiksi. Maksimaalinen glukoosisaanto saavutetaan korkeilla prosessilämpötiloilla ja pienellä viipymäajalla. Tällöinkin glukoosisaanto jää 50–60 %:iin teoreettisesta. Sokerien hajoamisen ja inhibiittorien muodostumisen vähentämiseksi on kehitetty kaksivaiheinen laimeahappohydrolyysiprosessi. Ensimmäisessä vaiheessa varsin helposti hydrolysoituva hemiselluloosa hydrolysoidaan. Tämä mahdollistaa toiseen hydrolysointivaiheeseen rajummat olosuhteet ja hemiselluloosasokerien hajoaminen furfuraaliksi, 5-hydroksimetyylifurfuraaliksi ja muiksi fermentioinhibiittoreiksi estetään. Kaksivaiheisella laimeahappohydrolyysillä on saavutettu teoreettisesta arvosta 70–98 %:n saannot ksyloosille, galaktoosille, mannoosille ja arabinoosille. Glukoosisaanto jäi kaksivaiheisessa prosessissa edelleen noin 50 %:iin teoreettisesta. [1]
Lähteet: 1. Galbe M., Zacchi G., A review of the production of ethanol from softwood, Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 59, pp. 618-628, 2002.
| |