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DOI: http://dx.doi.org/10.7451/CBE.2016.58.3.1
Description:

This study was conducted to compare the performance of two densification processes, namely pelletization and granulation, on quality parameters (enzyme activity and density) of a beta-glucanase-rich biomass, processing time/material throughput, and power consumption. The pellet mill heating condition (dry heating and steam conditioning settings) had more effect on the product quality parameters than the storage temperature (ranging from -18ºC to 45ºC) of biomass during pelletization. In pelletization, the factor of heating source (dry and steam heating) was more effective than the factor of biomass initial temperature (ranged from -18ºC to 45ºC) on the quality parameters. In no-heat or dry-heat (temperatures of up to 55ºC) and low-flow steam conditioning, enzyme activities of over 90% were obtained. However, at the high-flow steam conditioning, a lower material throughput, higher power consumption, and a complete loss of enzyme activity was obtained. In granulation, the factor of moisture content (MC) was more important than binder inclusion, material residence, and extrusion direction in affecting product quality parameters. Compared to pelletization, granulation would be a preferable process resulting in a uniform and small-sized densified product. However, it has higher energy consumption and less efficiency in terms of product densification.

Keywords: biomass, cellulose, enzyme, densification, pelletization, granulation, spheronization.
Résumé:

Cette étude a été réalisée pour comparer les performances de deux procédés de densification d’une biomasse riche en bêta-glucanase, soit la pelletisation et la granulation, sur les paramètres qualitatifs (activité enzymatique et masse volumique), le débit d’alimentation temps/matériel du procédé et la consommation en énergie. Pour la pelletisation, le facteur de source de chaleur (chauffage sec ou par vapeur) était plus efficace que celui de la température initiale de la biomasse (variant entre -18°C et 45°C) sur les paramètres qualitatifs. Dans les traitements sans chaleur ou avec chauffage sec (températures jusqu’à 55ºC) et le conditionnement à faible débit de vapeur, il était possible d’obtenir une activité enzymatique de plus de 90 %. Cependant, avec le conditionnement à grand débit de vapeur, le débit d’alimentation du matériau était plus faible, la consommation d’énergie plus élevée et l’activité enzymatique complètement éliminée. Pour la granulation, le facteur de la teneur en eau (MC) était plus important que l’inclusion d’un liant, le temps de séjour du matériau et la direction d’extrusion. La granulation comparativement à la pelletisation serait préférée pour un produit densifié uniforme et de petite taille, cependant ce procédé consomme plus d’énergie et est moins efficace en termes de densification du produit.

Mots-clés:

biomasse, cellulose, enzyme, densification, pelletisation, granulation, sphéronisation.

Citation: Soleimani, M., L.G. Tabil, L. Campbell, R.K. Hynes and T. Dumonceaux. 2016. Densification of a fermented lignocellulosic biomass rich in cellulolytic enzymes. Canadian Biosystems Engineering 58: 3.1-3.8.
Volume: 58
Issue: 1
Pages 3.1 - 3.8
Contributor: R. Sri Ranjan
Date: June 6, 2016
Technical field: Bioprocess Systems Engineering
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Other information:
Type: Text.Article
Format: PDF
Publication type: Journal
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Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Notes:
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