A new generation lignocellulose biorefinery uses heterogeneous catalysis for the high-yield production of a handful of chemicals from wood.

Multitechnique characterization of six technical lignins including nuclear magnetic resonance and size exclusion chromatography studies.

Mineral CO2 sequestration, i.e., carbonation of alkaline silicate Ca/Mg minerals, analogous to natural weathering processes, is a possible technology for the reduction of carbon dioxide emissions to the atmosphere. In this paper, alkaline Ca-rich industrial residues are presented as a possible feedstock for mineral CO2 sequestration. These materials are cheap, available near large point sources of CO2, and tend to react relatively rapidly with CO2 due to their chemical instability. Ground steel slag was carbonated in aqueous suspensions to study its reaction mechanisms. Process variables, such as particle size, temperature, carbon dioxide pressure, and reaction time, were systematically varied, and their influence on the carbonation rate was investigated. The maximum carbonation degree reached was 74% of the Ca content in 30 min at 19 bar CO2 pressure, 100 °C, and a particle size of <38 μm. The two most important factors determining the reaction rate are particle size (<2 mm to <38 μm) and reaction temperature (25−225 °C). The carbonation reaction was found to occur in two steps: (1) leaching of calcium from the steel slag particles into the solution; (2) precipitation of calcite on the surface of these particles. The first step and, more in particular, the diffusion of calcium through the solid matrix toward the surface appeared to be the rate-determining reaction step. The Ca diffusion was found to be hindered by the formation of a CaCO3-coating and a Ca-depleted silicate zone during the carbonation process. Research on further enhancement of the reaction rate, which would contribute to the development of a cost-effective CO2-sequestration process, should focus particularly on this mechanism.

The mechanisms of aqueous wollastonite carbonation as a possible carbon dioxide sequestration process were investigated experimentally by systematic variation of the reaction temperature, CO2 pressure, particle size, reaction time, liquid to solid ratio and agitation power. The carbonation reaction was observed to occur via the aqueous phase in two steps: (1) Ca leaching from the CaSiO3 matrix and (2) CaCO3 nucleation and growth. Leaching is hindered by a Ca-depleted silicate rim resulting from incongruent Ca-dissolution. Two temperature regimes were identified in the overall carbonation process. At temperatures below an optimum reaction temperature, the overall reaction rate is probably limited by the leaching rate of Ca. At higher temperatures, nucleation and growth of calcium carbonate are probably limiting the conversion, due to a reduced (bi)carbonate activity. The mechanisms for the aqueous carbonation of wollastonite were shown to be similar to those reported previously for an industrial residue and a Mg–silicate. The carbonation of wollastonite proceeds rapidly relative to Mg–silicates, with a maximum conversion in 15 min of 70% at 200∘C, 20 bar CO2 partial pressure and particle size of <38μm. The obtained insight in the reaction mechanisms enables the energetic and economic assessment of CO2 sequestration by wollastonite carbonation, which forms an essential next step in its further development.

The growing world population demands an increase in animal protein production. Seaweed may be a valuable source of protein for animal feed. However, a biorefinery approach aimed at cascading valorisation of both protein and non-protein seaweed constituents is required to realise an economically feasible value chain. In this study, such a biorefinery approach is presented for the green seaweed Ulva lactuca containing 225 g protein (N × 4.6) kg−1 dry matter (DM). The sugars in the biomass were solubilised by hot water treatment followed by enzymatic hydrolysis and centrifugation resulting in a sugar-rich hydrolysate (38.8 g L−1 sugars) containing glucose, rhamnose and xylose, and a protein-enriched (343 g kg−1 in DM) extracted fraction. This extracted fraction was characterised for use in animal feed, as compared to U. lactuca biomass. Based on the content of essential amino acids and the in vitro N (85 %) and organic matter (90 %) digestibility, the extracted fraction seems a promising protein source in diets for monogastric animals with improved characteristics as compared to the intact U. lactuca. The gas production test indicated a moderate rumen fermentation of U. lactuca and the extracted fraction, about similar to that of alfalfa. Reduction of the high content of minerals and trace elements may be required to allow a high inclusion level of U. lactuca products in animal diets. The hydrolysate was used successfully for the production of acetone, butanol, ethanol and 1,2-propanediol by clostridial fermentation, and the rhamnose fermentation pattern was studied.