Optimasi produksi asam laktat generasi kedua dari jerami jagung dengan katalisis alkali dalam media reaksi air subkritis

Abstrak
Optimasi produksi asam laktat hidrotermal (LA) dari tongkol jagung menggunakan Ca(OH) 2 sebagai katalis diteliti. Penelitian awal dengan larutan glukosa 9 g L −1 , dan berbagai konsentrasi Ca(OH) 2 , dalam kisaran 0,025–0,1  M , mengidentifikasi 0,075  M sebagai konsentrasi optimal. Ca(OH) 2 berperan sebagai katalis dan reaktan, menetralkan LA, dan asam organik lain yang diproduksi, terutama asam asetat dan asam format. Ca(OH) 2 berlebih diperlukan untuk mempertahankan lingkungan alkali yang diperlukan untuk produksi LA, sehingga menghasilkan 3,5 g LA L −1 dengan rendemen 40%. Produksi asam laktat dari tongkol jagung dipelajari pada suhu berkisar 90 hingga 260 °C dengan 0,075  M Ca(OH) 2 dan beban biomassa 5 wt%. Suhu yang lebih tinggi meningkatkan produksi LA mencapai 5,9 g LA L −1 dengan 15,1% hasil pada 260 °C. Nilai hasil yang lebih rendah dibandingkan dengan yang diperoleh dari glukosa dikaitkan dengan rasio molar OH−/monomer gula yang lebih rendah, yaitu 3 untuk glukosa, tetapi hanya 0,65 untuk jerami jagung. Untuk melawan pembentukan asam organik, konsentrasi Ca(OH) 2 hingga 1,5  M diuji. Rasio molar OH − /monomer gula muncul sebagai parameter desain utama, dengan nilai optimum 2,61, menghasilkan 12,4 g LA L −1 dan hasil 32%. Rasio ini mengkompensasi konsumsi Ca(OH) 2 dalam reaksi netralisasi dan meminimalkan kelebihan basa, yang terutama tersisa dalam residu padat karena kelarutan Ca(OH) 2 yang rendah dalam air. Pendekatan ini juga mencapai intensitas massa minimal, dengan 5,8 kg reaktan kg −1 LA, dengan konsumsi reaktan yang tidak perlu.