Pretreatment of corn husk and coconut husk using ionic liquid to enhance glucose recovery

Abstract

The study demonstrates the ionic liquid pretreatment for lignocellulosic materials like corn husk and coconut husk in order to optimize the yield of glucose recovery. Two ionic liquids: 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BmimCl) and 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate (EmimOAc) were studied. The pretreated materials were enzymatically hydrolyzed using Celluclast 1.5L and Novozymes 188. It was found that the optimum pretreatment condition for corn husk and coconut husk were accomplished using EmimOAc at the temperature of 130°C and duration of 2 hours, resulted in the maximum glucose recovery at 68.2 and 62.8%, respectively. In addition, using ionic liquid pretreatment could decrease the lignin content in corn husk and coconut husk structures for 9.2 and 14.6%, respectively.

บทคัดย่อ

การศึกษานี้แสดงการปรับสภาพโดยใช้ของเหลวไอออนิกในวัสดุประเภทลิกโนเซลลูโลส ได้แก่ เปลือกข้าวโพดและเปลือกมะพร้าว ทั้งนี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพร้อยละการคืนกลับของนํ้าตาลกลูโคสโดยของเหลวไอออนิกที่ใช้ศึกษามีสองชนิดคือ 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียมคลอไรด์ (1-butyl-3-methylimidazolium chloride, BmimCl)และ1-เอทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียมอะซิเทต (1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, EmimOAc) ภายหลังจากที่วัสดุผ่านการปรับสภาพแล้วจะถูกนำไปย่อยด้วยเอนไซม์โดยเอนไซม์ที่ใช้คือ Celluclast 1.5L และ Novozymes 188 ซึ่งพบว่าสภาวะการปรับสภาพที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับเปลือกข้าวโพดและเปลือกมะพร้าวในการช่วยเพิ่มปริมาณน้ำตาลกลูโคสในรูปของร้อยละคืนกลับสูงสุดคือ การใช้ของเหลวไอออนิกชนิด EmimOAc ปรับสภาพที่อุณหภูมิ 130 องศาเซลเซียส เป็นระยะ เวลา 2 ชั่วโมง ซึ่งจะให้ผลร้อยละคืนกลับนํ้าตาลกลูโคสสูงสุดที่ 68.2 และ 62.8 ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่าการปรับสภาพดังกล่าวสามารถลดปริมาณลิกนินที่มีอยู่ในโครงสร้างของเปลือกข้าวโพดและเปลือกมะพร้าวได้มากถึงร้อยละ 9.2 และ 14.6 ตามลำดับ