Pilot scale biorefinery with multi-bed hydrothermal treatment operation in cycles - Dataset

Abstract

Se produjeron fracciones sólidas purificadas de hemicelulosas y pectinas a partir de zanahorias desechadas en operación semicontinua a escala piloto de cinco reactores en ciclos a 140 y 180 °C. Se probaron dos modos de operación de puesta en marcha (con y sin prellenado de agua), mostrando que influye mucho en la concentración final de hidrolizado y en la estabilidad del sistema. Se produjeron azúcares libres, arabinogalactanos y pectinas con rendimientos máximos de 379,5 g/kg de pulpa seca, 81,0 g/kg de pulpa seca y 5,35 g/kg de pulpa seca, respectivamente, alcanzando la extracción de arabinogalactanos un rendimiento del 96,1% (p/p). Se aplicaron ciclos de ultrafiltración y diafiltración para la purificación y el fraccionamiento utilizando un sistema multimembrana de MWCO 10 y 30 kDa (140 °C), y 10, 30 y 1 kDa (180 °C). A 140 °C se recuperaron dos fracciones (10-30 kDa y >30 kDa) en 31,4 % (arabinogalactán) y 32,4 % (pectinas) y a 180 °C tres fracciones (1-10, 10-30 y >30 kDa) en 36,8 % (arabinogalactán) y 97,9 % (pectinas). Los ciclos de ultrafiltración más diafiltración permitieron pasar de alimentaciones con valores de peso molecular, polidispersidad y pureza de 1) 14,77 kDa, 19,2 y 22,2 % p/p (140 °C) y 2) 8,08 kDa, 18 2 y 14,9 % p/p, a fracciones con valores de 1) 80,36 kDa, 2,4 y 100 % p/p (140 °C), 2) 9,85 kDa, 2,1 y 100 % p/p (140 °C), 3) 67,77 kDa, 3,8 y 100 % (180 °C), 4) 5,23 kDa, 1,3 y 64,5 % p/p, y 5) 3,86 kDa, 1,5 y 66,8 % p/p. Las cinco fracciones fueron liofilizadas y secadas por aspersión para su posterior uso en la producción de películas biodegradables.