Influence of solid loading on D-xylose production through dilute sulphuric acid hydrolysis of olive stones

• M. Cuevas ^[1] ; M. Saleh ^[1] ; J.F. García-Martín ^[2] ; S. Sánchez ^[1]
  1. [1] Universidad de Jaén

     Universidad de Jaén

     Jaén, España

     
  2. [2] Instituto de la Grasa

     Instituto de la Grasa

     Sevilla, España

     
  3. [3] Pablo Olavide University, Sevilla, Spain

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• Localización: Grasas y aceites, ISSN-e 1988-4214, ISSN 0017-3495, Vol. 66, Nº 3 (July–September 2015), 2015
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Influencia de la carga de sólido en la producción de D-xilosa mediante hidrólisis del hueso de aceituna con ácido sulfúrico diluido
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• Resumen
  • español

    Se ha desarrollado una hidrólisis selectiva de la fracción hemicelulósica del hueso de aceituna con el fin de obtener el máximo rendimiento de D-xilosa. Para ello las hidrólisis se llevaron a cabo en un reactor discontinuo a distintas condiciones de temperatura, concentración de ácido y carga de sólidos. En primer lugar se evaluó la capacidad hidrolítica del agua destilada y de los ácidos nítrico y sulfúrico a distintas temperaturas (200, 205, 210 y 220°C) manteniendo fija la concentración de ácido (0,025 M). A partir de los rendimientos en D-xilosa obtenidos se seleccionó el ácido sulfúrico y una temperatura de 200 °C para la posterior optimización del proceso. La influencia conjunta de la carga de sólidos (desde 29,3 a 170,7 g de hueso de aceituna en 300 mL de disolución ácida) y de la concentración de ácido sulfúrico (0,006–0,034 M) sobre los rendimientos de D-xilosa fue determinada mediante metodología de superficie de respuesta. Según el análisis estadístico ambos parámetros tuvieron un efecto interactivo significativo en la producción de D-xilosa. Los resultados mostraron que se requiere mayor concentración de ácido a mayor carga de sólidos. La disminución de la relación sólido/líquido en el reactor tuvo un efecto positivo en la extracción de D-xilosa y en la cantidad de ácido utilizado. Las condiciones óptimas fueron 50 g de sólidos (relación sólido/ líquido 1/6) y concentración de ácido sulfúrico 0,016 M. Bajo estas condiciones, el rendimiento de D-xilosa predicho, expresado en g de azúcar por cada 100 g de huesos de aceituna, fue 20,4 (87,2% del máximo teórico).

  • English

    The selective hydrolysis of hemicellulose from olive stones was attempted in order to achieve a maximum D-xylose yield. For this aim, batch hydrolysis was conducted under different operating conditions of temperature, acid concentration and solid loading. Firstly, distilled water, sulphuric acid and nitric acid were assessed as hydrolytic agents at different temperatures (200, 205, 210 and 220 °C) and at a fixed acid concentration (0.025 M). Sulphuric acid and 200 °C were selected for the subsequent dilute acid hydrolysis optimization based on the obtained D-xylose yields. The combined influence of solid loading (from 29.3 to 170.7 g olive stones into 300 mL acid solution) and sulphuric acid concentration (0.006–0.034 M) on the release of D-xylose was then estimated by response surface methodology. According to a statistical analysis, both parameters had significant interaction effects on D-xylose production. The results illustrated that the higher the solid loading, the higher the required acid concentration. The decrease in the solid/liquid ratio in the reactor had a positive effect on D-xylose extraction and on the amount of acid used. The optimum solid loading and sulphuric acid concentration were determined to be 50 g (solid/liquid ratio 1/6) and 0.016 M, respectively. Under these conditions, the predicted D-xylose yield (expressed as g of sugar per 100 g of dry matter fed) was 20.4 (87.2% of maximum attainable)