Đề tài " Tiền xử lí rơm rạ bằng phương pháp nén nước nóng trước khi thủy phân bằng enzyme " pptx

ĐỀ TÀI KẾ TỐN TIỀN LƯƠNG VÀ CÁC KHOẢN TRÍCH THEO LƯƠNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ DỆT MAY THIÊN AN PHÁT : 1.Tiền xử lí rơm rạ phương pháp nén nước nóng trước thủy phân enzyme Guoce Yu & Shinichi Yano & Hiroyuki Inoue & Seiichi Inoue & Takashi Endo & Shigeki Sawayama Received: 14 March 2008 / Accepted: 28 October 2008 / Published online: January 2009 # Humana Press 2008 1.1 Tóm tắt Nén nước nóng (HCW) trình tiền xử lý tiết kiệm chi phí-tăng hiệu sinh khối lignocellulose cho phần chất lỏng enzym thủy phân vật liệu tiền xử lý Tiền xử lý thực nhiệt độ từ 140 đến 240 ° C 10 30phút Công việc nghiên cứu đặc tính tiền xử lý HCW rơm rạ, bao gồm sản xuất đường chất ức chế hình thành oligosaccharides hịa tan tìm thấy để tạo thành tất thành phần đường tổng số phần chất lỏng Sản xuất tối đa tổng glucose 180 ° C chiếm 4,4-4,9% glucan nguyên liệu Tổng xylose sản xuất đạt đỉnh 180 ° C, chiếm 43,3% xylan nguyên liệu tiền xử lý 10-min 29,8% cho tiền xử lý 30-min Tăng sản xuất acid acetic nhiệt độ cao thời gian điều trị lâu hơn, cho thấy gián đoạn đáng kể cấu trúc lignocellulose, furfural sản xuất đạt tối đa (2,8 mg / ml) 200 ° C cho hai trình 10 phút 30-min Sản lượng glucose cách thủy phân enzyme rơm tiền xử lý khơng 85% 180 ° C cao 30 - tiền xử lý 200 ° C cao cho tiền xử lý 10-min Xem xét phục hồi lượng đường phục hồi, chất ức chế hình thành, mức độ nghiêm trọng trình lấy khuyến cáo nhiệt độ 180 ° C thời gian 30 phút trình hiệu cho HCW tiền xử lý rơm rạ Sinh khối chứa lignocellulosic tiềm tài nguyên cho sản xuất nhiên liệu ethanol, bioconversion sinh khối lignocellulose ethanol trình gồm nhiều bước bao gồm tiền xử lý, thủy phân enzym, lên men ethanol Trong số bước này, tiền xử lý đặc biệt quan trọng quan điểm tánh ngoan cố cấu trúc lignocellulose enzym thủy phân, tức là, lignin vỏ bọc hemicellulose cellulose tinh thể cellulose thân, thường chiếm ưu cho trình chuyển đổi tồn (HCW) tiền xử lý, sinh khối tiếp xúc với nước nóng áp lực, phương pháp tiền xử lý số hứa hẹn Nước áp lực thâm nhập vào cấu trúc tế bào sinh khối, hydrat cellulose, hịa tan hemicellulose lignin, tính axit nước nhiệt độ cao (khoảng 200 ° C) axit hữu hemicellulose tạo điều kiện thuận lợi cho việc phá vỡ cấu trúc lignocellulose trình tiền xử lý HCW tiền xử lý khơng u cầu thêm hóa chất nào, tạo sợi cellulose phản ứng phục hồi hầu hết pentosans, sản xuất số lượng sản phẩm thối hóa với ức chế để thủy phân lên men Cho đến nay, số công việc nghiên cứu tiến hành HCW tiền xử lý sinh khối lignocellulose cho sản xuất đường, phác họa đặc điểm trình Tuy nhiên, tính cụ thể q trình cịn làm sáng tỏ đầy đủ cho việc cải tiến công nghệ đầy hứa hẹn chi tiết kết hợp sản xuất đường chất ức chế hình thành trình khai thác HWC Hơn nữa, loại sinh khối khác có cấu trúc khác , làm tăng đặc tính khác tiền xử lý Một trình tiền xử lý tiên tiến cần thiết để thay đổi để thành phần cấu trúc tính độc đáo sinh khối lignocellulose Tiền xử lý sinh khối lignocellulose quan trọng trước enzyme thủy phân Mục tiêu tiền xử lý để giảm lượng cellulose tinh thể để tăng cường thủy phân enzyme cellulases (17) Nhiều phương pháp tiền xử lý chọn chia ra, hòa tan, thủy phân cellulose riêng biệt, thành phần hemicellulose lignin (J, 18-20) Chúng bao gồm axit tập trung (21), axit loãng (22), S02 (23), kiềm (24, 25), hydrogen peroxide (26), wetoxidation (27), vụ nổ nước (autohydrolysis) (28), ammonia sợi nổ (AFEX) (29), CO2 nổ (30), chất lỏng nóng nước (31) dung mơi hữu phương pháp điều trị (32) Bảng I Các phương pháp tiền xử lý sinh khối lignocellulose Phương pháp Autohydrolysis Acid điều trị Kiềm điều trị Dung môi hữu nước Ví dụ Nước nóng, áp suất nước, nước nổ, siêu C02expiosion Pha loãng acid (H2S04), Conce.ntrated axit (H2S04) Sodium hydroxide, vôi, amoniac, kiềm hydrogen peroxide Methanol, ethanol, butanol, phenol hòa tan (18) Dư lượng chứa cellulose thường nhiều lignin Các lignin chiết xuất với dung môi ethanol, butanol, axit formic Stearn nổ cung cấp hiệu thành phần phân đoạn oflignocellulosic với chi phí tương đối thấp (35) Tối ưu hịa tan ofhemicellulose suy thối nói chung đạt nhiệt độ cao thời gian cư trú ngắn (270 ° C, phút) nhiệt độ thấp thời gian cư trú dài (190 ° C, 10 phút) nước nổ (36) Việc sử dụng S02 chất xúc tác trình tiền xử lý có kết nước ofcellulose tiếp cận enzyme nâng cao phục hồi lượng hemicellulose Tiền xử lý nước 200-210 ° C với việc bổ sung 1% S02 (W / w) tốt hình thức tiền xử lí khác) Sản lượng glucose 95%, dựa polisacarit có sẵn nguyên liệu thơ, đạt Hơi bùng nổ gây suy thoái hemicellulose furfural dẫn xuất sửa đổi ofthe lignin liên quan đến hóa chất điều trị mức độ nghiêm trọng cao (> 200 ° C, 3-5 phút, 2-3% S02) Một phương pháp tiền xử lý liên quan đến ngâm sinh khối lignocellulose (sử dụng lõi ngơ làm ngun liệu) NH40H lỗng nhiệt độ môi trường xung quanh để loại bỏ lignin, acetate Điều theo sau cách xử lý axit loãng mà dễ thủy phân phần hemicellulose loại đường đơn giản, chủ yếu xylose Ethanol từ nguồn tài nguyên lượng tái tạo quan tâm thập kỷ gần nhiên liệu thay phụ gia oxy nhiên liệu hóa thạch thecurrent Vật liệu chứa lignocellulosic giá rẻ nguồn lượng mới, có sẵn với số lượng lớn Rơm phế liệu chứa nhiều lignocelluloses phong phú giới Isannually sản xuất khoảng 731 triệu distributedin châu Phi (20,9 triệu tấn), châu Á (667600000 tấn), Châu Âu (3.900.000 tấn), Mỹ (37,2 triệu tấn) and Oceania (1.700.000 tấn) Số tiền rơm rạ canpotentially sản xuất 205 tỷ lít ethanol sinh học năm,đó số tiền lớn từ nguyên liệu sinh khối từ Cellulose, phần lớn sinh khối lignocellulose, bị thủy phân glucose enzyme cellulase Hydrolysis bị ảnh hưởng độ xốp lignocellulosic sinh khối, tinh thể sợi cellulose hemicellulose ligninand Enzym thủy phân Để thủy phân cellulose trở nên khả thi mặt kinh tế, điều quan trọng xác định phương pháp làm tăng hiệu thủy phân enzyme vượt qua rào cản hydrolysis4 enzyme Yếu tố ảnh hưởng đến chuyển đổi enzyme lignocelluloses đường lên men, bao gồm diện tích bề mặt tiếp xúc lignocelluloses24, enzyme diện inhibitors25 Diện tích bề mặt ngồi lignocelluloses tăng lên cách xay xát học mài Gần hơn, bổ sung xylanase để thủy phân cellulase, chứng minh phương pháp hiệu cho trình thủy phân enzyme lignocelluloses Sử dụng chất phụ gia hoạt động bề mặt ( chất hoạt động bề mặt, protein polyme) để tăng cường thủy phân enzyme lignocelluloses cách ngăn chặn ràng buộc cellulase lignin Bổ sung Tween25 polyethylene glycol (PEG) 27 tăng hiệu enzym thủy phân việc hấp thụ bề mặt lignin Cellulose lignocelluloses chuyển đổi thành ethanol đồng thời trình đường hóa lên men (SSF) thủy phân enzyme riêng biệt trình lên men (SHF) SSF ưa chuộng chi phí thấp Nó cho kết có suất cao so với ethanol Mặt khác, SSF suffersfrom có nhược điểm, nhiệt độ tối ưu enzym thủy phân lên men vi sinh vật khác Nhiệt độ tối ưu cho enzym thủy phân 40-50 ◦ C, suất ethanol microorganisms tốt suất thường không chịu đựng nhiệt độ cao Vấn đề thường giải cách áp dụng vi sinh vật thermotolerant Kluyveromyces marxianus, lusitaniae Candida, Zymomonas mobilis hỗn hợp số vi sinh vật Giống Brettanomyces clausenii Saccharomyces cerevisiae Một phương pháp khác để chống lại vấn đề cho thêm prehydrolysis ví dụ 50 ◦ C 24 giờ, việc bổ sung vi sinh vật nhiệt độ thấp phù hợp cho trình thủy phân Nhiên liệu ethanol thay nguồn lượng tái tạo thân thiện với mơi trường Sản xuất quy mơ lớn tăng lên đáng kể vài năm qua dự kiến phát triển cần thiết để giảm phụ thuộc giới dầu [1-3] Hầu hết các-cesses sản xuất ethanol sinh học dựa việc sử dụng lực hấp dẫn cao (VHG) trình lên men, mật đường mía đường, tinh bột loại ngũ cốc sử dụng làm chất [1,3] Ưu điểm VHG cơng nghệ sản xuất cao ethanol (thường 15% v / v), giảm chi phí bước chưng cất, xem khó khăn ngành cơng nghiệp ethanol sinh học [3] Để thực lignocellulose phế thải nơng nghiệp, ngun vật liệu sẵn có phải tiền xử lí trước thủy phân, chủ yếu đường hemicellulose thủy phân Sự thành công lignocellulose sinh khối VHG fer-mentations thiết phải phụ thuộc vào khả chủng nấm men sử dụng trình Trong tăng sinh khối, tế bào nấm men, việc phải chịu đựng trước chất ức chế, phải thiếu chất dinh dưỡng vắng mặt oxy [8] Hơn nữa, chủng nấm men sử dụng để trì hoạt động điều kiện gần tối ưu cho cellulase activ-ity (5 pH, 40 ° C đến 50 ° C) tiết enzyme cellulase đồng sử dụng loạt đường suất cao.Trong trình lên men VHG, tế bào nấm men tiếp xúc với áp suất thẩm thấu cao trình đầu lên men, gây nồng độ đường cao có mặt thời điểm Các áp lực khác liên quan VHG fermenta-bao gồm suy giảm số chất dinh dưỡng, thiếu oxy-gen tích lũy mơi trường phát triển nồng độ cao ethanol, với mức độ cao trình lên men sản phẩm độc hại khác, trở thành nguyen nhân gây tử vong cho tế bào nấm men trình lên men Phát triển thuận chủng nấm men với áp lực liên quan VHG cho trình lên men sinh khối cải thiện hiệu suất trình góp phần phát triển ngành cơng nghiệp ethanol sinh học Trong công việc tiếp cận với số cách thực hiện, với mục đích xác định gen cần thiết cho sức đề kháng với số lượng lớn nấm men simulta-neous liên quan đến trình lên men Figure structure of rice straw ...: 1 .Tiền xử lí rơm rạ phương pháp nén nước nóng trước thủy phân enzyme Guoce Yu & Shinichi Yano & Hiroyuki Inoue & Seiichi Inoue &... Press 2008 1.1 Tóm tắt Nén nước nóng (HCW) trình tiền xử lý tiết kiệm chi phí-tăng hiệu sinh khối lignocellulose cho phần chất lỏng enzym thủy phân vật liệu tiền xử lý Tiền xử lý thực nhiệt độ... enzyme thủy phân Mục tiêu tiền xử lý để giảm lượng cellulose tinh thể để tăng cường thủy phân enzyme cellulases (17) Nhiều phương pháp tiền xử lý chọn chia ra, hịa tan, thủy phân cellulose riêng biệt,