Le développement de méthodes efficaces de production de carburants renouvelables à partir de la biomasse lignocellulosique est nécessaire pour maximiser les rendements et réduire les coûts d'exploitation. L'un des principaux défis de l'application industrielle du processus de conversion lignocellulosique est le coût élevé des enzymes cellulolytiques. Le recyclage des enzymes peut présenter une solution potentielle pour atténuer ce problème. Dans la présente étude, les enzymes associées à la fraction insoluble ont été recyclées après l'hydrolyse enzymatique de la bagasse de canne à sucre prétraitée, en utilisant différentes conditions de traitement, charges enzymatiques et charges solides. Il a été constaté que le mélange d'enzymes de Chrysoporthe cubensis et Penicillium pinophilum était efficace pour l'hydrolyse enzymatique et qu'une partie importante de l'activité enzymatique pouvait être récupérée lors du recyclage de la fraction insoluble. Les valeurs de productivité des enzymes (g de glucose/mg de protéine enzymatique) sur toutes les périodes de recyclage étaient de 2,4 et 3,7 pour l'application de 15 et 30 FPU/g de glucane, ce qui représente une augmentation de plus de dix fois celle obtenue dans un processus discontinu avec le même mélange d'enzymes et une augmentation encore plus importante par rapport aux enzymes cellulases commerciales. Contrairement à ce qui peut être attendu, l'augmentation des concentrations de lignine tout au long de la période de recyclage n'a pas eu d'influence négative sur l'efficacité de l'hydrolyse, mais les rendements de conversion se sont améliorés continuellement. Le recyclage de la totalité de la fraction solide insoluble était suffisant pour le recyclage des enzymes adhérées avec la biomasse, indiquant une méthode efficace pour augmenter la productivité enzymatique.

El desarrollo de métodos eficientes para la producción de combustibles renovables a partir de biomasa lignocelulósica es necesario para maximizar los rendimientos y reducir los costos operativos. Uno de los principales retos para la aplicación industrial del proceso de conversión lignocelulósica son los altos costes de las enzimas celulolíticas. El reciclaje de enzimas puede presentar una posible solución para aliviar este problema. En el presente estudio, las enzimas asociadas con la fracción insoluble se reciclaron después de la hidrólisis enzimática del bagazo de caña de azúcar pretratado, utilizando diferentes condiciones de procesamiento, cargas enzimáticas y cargas sólidas. Se encontró que la mezcla enzimática de Chrysoporthe cubensis y Penicillium pinophilum fue eficiente para la hidrólisis enzimática y que una parte significativa de la actividad enzimática se pudo recuperar al reciclar la fracción insoluble. Los valores de productividad enzimática (g de glucosa/mg de proteína enzimática) durante todos los períodos de reciclaje fueron 2.4 y 3.7 para la aplicación de 15 y 30 FPU/g de glucano, lo que representa un aumento superior a diez veces el obtenido en un proceso por lotes con la misma mezcla enzimática y un aumento aún mayor en comparación con las enzimas celulasa comerciales. Contrariamente a lo que se puede esperar, el aumento de las concentraciones de lignina a lo largo del período de reciclaje no influyó negativamente en la eficiencia de la hidrólisis, pero las eficiencias de conversión mejoraron continuamente. El reciclaje de toda la fracción de sólidos insolubles fue suficiente para el reciclaje de las enzimas adheridas junto con la biomasa, lo que indica un método eficaz para aumentar la productividad enzimática.

Development of efficient methods for production of renewable fuels from lignocellulosic biomass is necessary to maximize yields and reduce operating costs. One of the main challenges to industrial application of the lignocellulosic conversion process is the high costs of cellulolytic enzymes. Recycling of enzymes may present a potential solution to alleviate this problem. In the present study enzymes associated with the insoluble fraction were recycled after enzymatic hydrolysis of pretreated sugarcane bagasse, utilizing different processing conditions, enzyme loadings, and solid loadings.It was found that the enzyme blend from Chrysoporthe cubensis and Penicillium pinophilum was efficient for enzymatic hydrolysis and that a significant portion of enzyme activity could be recovered upon recycling of the insoluble fraction. Enzyme productivity values (g glucose/mg enzyme protein) over all recycle periods were 2.4 and 3.7 for application of 15 and 30 FPU/g of glucan, representing an increase in excess of ten times that obtained in a batch process with the same enzyme blend and an even greater increase compared to commercial cellulase enzymes.Contrary to what may be expected, increasing lignin concentrations throughout the recycle period did not negatively influence hydrolysis efficiency, but conversion efficiencies continuously improved. Recycling of the entire insoluble solids fraction was sufficient for recycling of adhered enzymes together with biomass, indicative of an effective method to increase enzyme productivity.

يعد تطوير طرق فعالة لإنتاج الوقود المتجدد من الكتلة الحيوية اللجنية السليولوزية أمرًا ضروريًا لزيادة الغلة وتقليل تكاليف التشغيل. يتمثل أحد التحديات الرئيسية التي تواجه التطبيق الصناعي لعملية التحويل الليجنوسلوزية في ارتفاع تكاليف الإنزيمات المحللة للسليلوز. قد تقدم إعادة تدوير الإنزيمات حلاً محتملاً للتخفيف من هذه المشكلة. في هذه الدراسة، تم إعادة تدوير الإنزيمات المرتبطة بالجزء غير القابل للذوبان بعد التحلل المائي الإنزيمي لقصب قصب السكر المعالج مسبقًا، باستخدام ظروف المعالجة المختلفة، وتحميل الإنزيمات، والتحميلات الصلبة. وجد أن مزيج الإنزيم من Chrysoporthe cubensis و Penicillium pinophilum كان فعالًا في التحلل المائي الإنزيمي وأنه يمكن استرداد جزء كبير من نشاط الإنزيم عند إعادة تدوير الجزء غير القابل للذوبان. كانت قيم إنتاجية الإنزيم (جرام من بروتين إنزيم الجلوكوز/ملجم) خلال جميع فترات إعادة التدوير 2.4 و 3.7 لتطبيق 15 و 30 وحدة حماية من الحرائق/جم من الجلوكان، مما يمثل زيادة تزيد عن عشرة أضعاف تلك التي تم الحصول عليها في عملية دفعية مع نفس مزيج الإنزيم وزيادة أكبر مقارنة بإنزيمات السليلوز التجارية. على عكس ما يمكن توقعه، فإن زيادة تركيزات اللجنين طوال فترة إعادة التدوير لم تؤثر سلبًا على كفاءة التحلل المائي، ولكن كفاءة التحويل تحسنت باستمرار. كانت إعادة تدوير جزء المواد الصلبة غير القابلة للذوبان بالكامل كافية لإعادة تدوير الإنزيمات الملتصقة مع الكتلة الحيوية، مما يدل على وجود طريقة فعالة لزيادة إنتاجية الإنزيم.