Международный журнал отходов ресурсов

Абстрактный

Рассмотрение адсорбции целлюлаз NS 50013 на Avicel PH 101 и Protobind 1000 с помощью изотерм и термодинамики

Бэйг КС, Теркотт Г и Доан Х

Понимание адсорбционных характеристик целлюлаз может помочь контролировать механизм адсорбции целлюлаз на пшеничной соломе. Десорбция и повторное использование целлюлаз — это способ снизить себестоимость производства биоэтанола, который можно усовершенствовать, зная адсорбционные характеристики целлюлаз. Адсорбция целлюлаз NS 50013 на микрокристаллической целлюлозе (Avicel PH 101) и лигнине пшеничной соломы (Protobind 1000) изучалась в реакторах периодического действия. Protobind адсорбировал в два раза больше целлюлаз, чем Avicel PH 101, и скорость адсорбции была выше, чем у Avicel PH 101. Было проведено сравнение трех (наиболее используемых) изотерм адсорбции, чтобы увидеть: i) корреляцию между адсорбированными целлюлазами и начальной загрузкой целлюлаз, ii) является ли это адсорбцией монослоя, iii) адсорбционной способностью субстратов. Было отмечено, что изотерма Ленгмюра была хорошим представлением адсорбции как для Avicel, так и для Protobind при коэффициенте корреляции 0,9572 и 0,9880. Изменения свободной энергии Гиббса, полученные с использованием уравнения Вант-Гоффа, показали, что адсорбция была в основном спонтанной. Однако для Avicel процесс был спонтанным до 220 мкг.мл-1, и спонтанность уменьшалась с концентрацией целлюлаз. Для начальных концентраций между 220 мкг.мл-1 и 250 мкг.мл-1 процесс адсорбции целлюлаз становился не спонтанным. В то время как ΔG был совершенно противоположным для Protobind, поскольку он был не спонтанным при 100 мкг.мл-1, а при дальнейшем увеличении концентрации он был обнаружен спонтанным до 262 мкг.мл-1. Среди всех трех изотерма адсорбции Ленгмюра, по-видимому, лучше всего отражает картину адсорбции целлюлозы. Следовательно, подразумевается гомогенная, монослойная адсорбция. Обратимая часть теории адсорбции Ленгмюра находится под вопросом в недавней энзиматической литературе, поэтому авторы предложили провести подробное исследование десорбции.