Rheological investigation of complex lignocellulosic suspensions during hydrolysis using pure and cocktail of enzymes
2025
Le, Tuan | Anne-Archard, Dominique | Cameleyre, Xavier | Lombard, Eric | To, Kim Anh | Pham, Tuan Anh | Fillaudeau, Luc | Hanoi University of Science and Technology (HUST) | Toulouse Biotechnology Institute (TBI) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université de Toulouse (EPE UT) ; Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse) | Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université de Toulouse (EPE UT) ; Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse) | This work was supported by Erasmus Mundus (European Commission, Bruxels) in projects TECHNO 1 & 2 (UPS, Toulouse) and Ministere des Affaires Etrangeres et du Developpement International (MAEDI, Paris) in projects HTMS BioAsie (n degrees 34082NF, programme BIO-Asie) and Phy4BIO (n degrees 10/2022/SCAC, Ambassade De France au Vietnam) | ANR-11-BTBR-0003,PROBIO3,Production biocatalytique de bioproduits lipidiques à partir de matières premières renouvelables et(2011)
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials at high dry matter content is of crucial interest in bioindustry, and namely for biorefinery. Physical limitations linked to high concentrations must be understood and surpassed. This study used online and in-situ measurements to examine the rheological properties of different cellulosic suspensions and its evolution during enzymatic hydrolysis. Semi-dilute conditions were used to introduce nonNewtonian rheological behaviors while limiting complexity. For all suspensions, the relationship between shear-thinning behavior versus substrate concentration was modeled. During enzymatic digestion using single and cocktails of cellulolytic activities, the evolution in shear-thinning properties was finely quantified. The viscosity-time relationship during hydrolysis was accurately described through first-order kinetics, and a unique, dimensionless representation was obtained. The critical concentrations indicating a shift from diluted to concentrated regime and the viscosity reduction kinetics that were identified should provide a strong foundation for defining an optimal substrate feed rate for fed-batch and continuous processes.
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