esihydrolyysillä

Esihydrolyysillä tarkoitetaan hydrolyysin esikäsittelyä, jossa polysakkarideja tai muita polymeerisiä rakenteita hajotetaan osittain ennen varsinaista käsittelyä. Tämä vaihe voi tapahtua kemiallisesti, kuten happamalla tai emäksisellä käsittelyllä, tai entsymaattisesti carbohydrasaineja käyttämällä. Tavoitteena on lisätä seuraavien käsittelyjen tehokkuutta, parantaa biologisen prosessin saavutettavuutta sekä hallita prosessin virtoja.

Mekanismina esihydrolyysi muuttaa pitkien polyymeerien ketjuja lyhyemmiksi fragmentteiksi, jolloin entsyymien pääsy helpottuu. Prosessissa ovat keskeisiä muuttujia: substraatti, käytetty hydrolyyttinen aine, lämpötila ja aika sekä pH-olosuhteet. Oikea tasapaino on tärkeä, jotta vältytään liialliselta sokerien hajoamiselta tai inhibiittorien muodostumiselta.

Sovelluksia on monilla teollisuudenaloilla. Bioetanolituotannossa esihydrolyysi voi parantaa lignoselluloosapatjan saatavuutta ennen varsinaista saccharifiointia. Pulpan ja paperin valmistuksessa esihydrolyysi voi poistaa hemikelluloosojen osia ennen kemiallista valkaisua. Elintarviketeollisuudessa esihydrolyysi voi muuttaa kuiduihin liittyviä koostumuksia ja helpottaa myöhempää erottelua tai makeutusta, esimerkiksi dextriinien tuotannossa.

Edut ja rajoitteet: Esihydrolyysi voi lisätä prosessin kokonaistehoa, pienentää liikkuvan kuidun viskositeettia ja parantaa myöhempien käsittelyvaiheiden hyväksikäyttöä. Haittoja ovat sokerien liiallinen hajoaminen ja inhibiittorien muodostuminen, lisääntynyt käyttökustannus sekä mahdolliset ympäristövaikutukset.

Ominaisuuksia arvioidaan mittareilla kuten hydrolyysin aste (DH), tuotoksen määrä, reduktoitujen sokerien pitoisuus ja viskositeetti. Esihydrolyysillä on suunniteltu rooli bioprosessien alkupään vaiheissa.