Using in-situ viscosimetry and morphogranulometry to explore hydrolysis mechanisms of filter paper and pretreated sugarcane bagasse under semi-dilute suspensions

Autor: Dominique Anne-Archard, Eric Lombard, Luc Fillaudeau, Tuan Le, Véronique Coma, Tien Cuong Nguyen, Xavier Cameleyre, Kim Anh To, Tuan Anh Pham
Přispěvatelé: Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Center for Research and Development in Biotechnology (CRDB), Schools of Biotechnology and Food Technology (SBFT), Hanoi University of Science and Technology (HUST), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), TEAM 2 LCPO, Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux - ENSCPB (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut Polytechnique de Bordeaux - IPB (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université des Sciences et des Technologies de Hanoi - USTH (VIETNAM), Université de Bordeaux (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Laboratoire de Chimie des polymères organiques (LCPO), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Team 2 LCPO : Biopolymers & Bio-sourced Polymers, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), TECHNO 1 & 2-Erasmus Mundus (European Commission), HTMS BioAsie (Ministere des Affaires Etrangeres et du Developpement International, MAEDI, programme BIO-Asie) [34082NF], ANR-11-BTBR-0003,PROBIO3,Production biocatalytique de bioproduits lipidiques à partir de matières premières renouvelables et(2011), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
0106 biological sciences
0301 basic medicine
Environmental Engineering
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Mécanique des fluides
Population
Biomedical Engineering
Bioengineering
Biotechnologies
Biophysique
Filter paper
01 natural sciences
Suspension (chemistry)
[SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph]
03 medical and health sciences
chemistry.chemical_compound
Viscosity
Rheology
010608 biotechnology
filter paper
particle size distribution
sugar cane bagasse
Cellulose
education
in-situ viscosity
education.field_of_study
enzyme
hydrolysis
Chromatography
Chemistry
Dynamique des Fluides
Hydrolysis
Sugar cane bagasse
Substrate (chemistry)
Particle size distribution
030104 developmental biology
[CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers
Chemical engineering
Enzyme
Particle-size distribution
In-situ viscosity
enzyme [Sugarcane bagasse]
Particle size
Sugarcane bagasse: enzyme
Biotechnology
Zdroj: Biochemical Engineering Journal
Biochemical Engineering Journal, Elsevier, 2017, 127, pp.9-20. ⟨10.1016/j.bej.2017.07.006⟩
WCCE10 Abstract Book
Biochemical Engineering Journal, 2017, 127, pp.9-20. ⟨10.1016/j.bej.2017.07.006⟩
ISSN: 1369-703X
Popis: International audience; The relationship between in-situ viscosimetry, in- and ex-situ morphogranulometry, and biochemistry has been investigated during enzymatic hudrolysis of pretreated sugarcane bagasse (SCB, 3% w/v) and filter paper (FP, 1.5% w/v) at various enzyme dosages (0.3 to 25 FPU/g cellulose). Semi-dilute conditions (1.5 to 2 times higher than critical concentrations) were considered in order to generate non-Newtonian rheological behaviors and to avoid neglecting particle-particle interactions in opposition to dilute conditions. Observed phenomena as well as hydrolysis mechanisms including solvation, separation, fragmentation and solubilisation appeared to depend strongly on initial substrate properties. For both FP and SCB, suspension viscosities were correlated with particle size distributions and volume fractions during hydrolysis, but they exhibited strongly different trends. With SCB, a viscosity overshoot was clearly observed at enzyme loading ≤10FPU/g cellulose. This phenomenon is explained by the separation of agglomerates into individual fragments, leading to an increase in the total number of particles and a morphological shift of particles from sphere-like into fiber-like. With FP, the viscosity collapsed at the initial stage in relation to the volume reduction of coarse particles and the number increase of fine particles. Suspension viscosity was strongly dependent on the fraction of coarse population and nearly independent from the glucose conversion yield.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: