The continuous growth of global ene

The continuous growth of global energy demands, coupled with political instability in oil-exporting countries and the persistent threat of climate change, have led to increasing concerns over the widespread use of fossil-derived resources to meet present and future needs of the people. The transportation sector in the U.S., for example, is known to occupy about 72% of the nation’s total liquid fuel consumption (EIA, 2014), and still remains heavily dependent on both domestic and imported petroleum. Although recent analyses have predicted an optimistic reduction of approximately 2.1 million barrels (250 million liters) of gasoline per day over the next two decades, these projections are imperatively contingent on the increased penetration of biofuel and natural gas into domestic markets (EIA, 2014).

Interestingly, there are few large-scale cellulosic biofuel facilities operating in the U.S. (EMTS, 2014) which perhaps best illustrates a well-known bottleneck for commercial development: the production of biofuels cannot yet compete with petroleum-based fuels on the basis of cost. One approach to mitigate this issue has been through the establishment of biorefineries that aim to convert renewable non-food feedstocks into two or more products. In many ways, biorefineries seek to mimic the oil refineries they intend to replace, but unlike conventional oil refineries, the goods produced by biorefineries (in addition to biofuel) will vary across the country as a result of region-specific feedstocks and/or needs.

In (sub)tropical geographies of the world, year-round growing seasons offer a unique benefit for biorefineries, allowing for the continuous 12-month growth of feedstocks, and production of biofuel and biobased products. Candidate crops in these areas (i.e., herbaceous C4 grasses) grow rapidly in high yields, but also typically have higher moisture contents (>70%) which may complicate conventional biomass handling and logistics. An opportunity to implement innovative bioprocessing strategies like green processing, however, as proposed by Takara and Khanal (2011), exists and may be appropriate for biorefineries in these regions. Defined succinctly, green processing is the upstream fractionation of crude feedstock into solid, (hemi)cellulosic fibers for biofuel production and liquid, nutrient-rich juice for high value microbial co-product (e.g., fungal protein) production.

To enhance the economic viability of (sub)tropical biorefineries, rigorous attention must be given to the raw materials entering the processing facility. Napier grass (Pennisetum purpureum), a candidate energy crop capable of achieving high yields of 94 dry metric tons/hectare ( Osgood et al., 1996), has been reported to have significant potential as a feedstock for large-scale renewable biofuel production in the state of Hawaii ( Tran et al., 2011). Perennial feedstocks, however, are believed to change in composition over their natural course of maturation ( Williams et al., 1980). In places with year-round growing seasons, there exists the potential to harvest feedstocks at ages and/or conditions which maximize both biofuel and bioproduct formation while simultaneously minimizing the overall production costs.

In this study, the structural composition of Napier grass, relevant to biofuel production, was analyzed over its natural course of maturation in the subtropical climate of Hawaii. The structural carbohydrates, lignin, ash, and extractives of the fibers were quantified and reported on a dry weight basis. Napier grass juice, collected from the green processing of crude feedstock, was characterized for its bioproduct potential based on its organic and nitrogen contents, and was reported holistically as concentrations of chemical oxygen demand (COD) and total Kjeldahl nitrogen (TKN), respectively. Insight for crop harvests was provided along with results to assist in decision making for commercial biorefineries in (sub)tropical regions of the world.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการพลังงานทั่วโลก ด้วยความไม่แน่นอนทางการเมืองในประเทศส่งออกน้ำมันและคุกคามแบบเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้นำไปสู่การเพิ่มความกังวลใช้แพร่หลายมาฟอสซิลและทรัพยากรเพื่อตอบสนองความต้องการปัจจุบัน และอนาคตของคน ภาคขนส่งในสหรัฐอเมริกา เช่น เป็นที่รู้จักกันครอบครองประมาณ 72% ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเหลวที่รวมของประเทศ (EIA, 2014), และยังคงหนักขึ้นอยู่กับทั้งในประเทศ และนำเข้าน้ำมัน แม้ว่าล่าสุดวิเคราะห์ได้คาดการณ์ไว้ประมาณ 2.1 ล้านบาร์เรล (250 ล้านลิตร) การลดการในเชิงบวกน้ำมันวันละสองทศวรรษถัดไป การประมาณนี้เป็นทีละน้อยผูกพันกับบนเจาะเพิ่มขึ้นของเชื้อเพลิงชีวภาพและก๊าซธรรมชาติเป็นตลาดภายในประเทศ (EIA, 2014)เป็นเรื่องน่าสนใจ มีกี่เชื้อเพลิงชีวภาพ cellulosic ขนาดใหญ่สิ่งอำนวยความสะดวกในสหรัฐ (EMTS, 2014) ซึ่งอาจแสดงส่วนคอรู้จักพัฒนาพาณิชย์: การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพไม่ได้แข่งขันกับเชื้อเพลิงปิโตรเลียมขึ้นตามต้นทุนได้ วิธีหนึ่งในการบรรเทาปัญหานี้ได้ โดยจัดตั้ง biorefineries ที่แปลงวมวลไม่ใช่อาหารทดแทนผลิตภัณฑ์ ขึ้นสอง ในหลาย ๆ biorefineries พยายามเลียนแบบผนังที่ต้องการแทน แต่ไม่เหมือนผนังทั่วไป สินค้าที่ผลิต โดย biorefineries (นอกเหนือจากเชื้อเพลิงชีวภาพ) จะแตกต่างกันทั่วประเทศจากวมวลเฉพาะภูมิภาคและ/หรือความต้องการGeographies เขตร้อนของโลก การเติบโตตลอดฤดูกาลนำเสนอสวัสดิการเฉพาะสำหรับ biorefineries ช่วยให้การเจริญเติบโต 12-เดือนอย่างต่อเนื่องของวมวล ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและ biobased ใน (ย่อย) พืชที่ผู้สมัครในพื้นที่เหล่านี้ (เช่น herbaceous C4 หญ้า) เติบโตอย่างรวดเร็วในอัตราผลตอบแทนสูง แต่โดยทั่วไปแล้วยังมีเนื้อหาความชื้นสูง (> 70%) ซึ่งอาจ complicate โลจิสติกส์และการจัดการทั่วไปชีวมวลได้ โอกาสที่จะใช้กลยุทธ์ bioprocessing นวัตกรรมเช่นกรีประมวลผล อย่างไรก็ตาม เป็นเสนอทาง Takara Khanal (2011), ที่อยู่ และอาจจะเหมาะสมสำหรับ biorefineries ในภูมิภาคเหล่านี้ กำหนด succinctly ประมวลผลสีเขียวมีแยกส่วนขั้นต้นน้ำวัตถุดิบดิบทึบ เส้นใย cellulosic (ซีก) สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ และน้ำของเหลว อุดมไป ด้วยสารอาหารสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ร่วมจุลินทรีย์ (เช่น เชื้อราโปรตีน) สูงค่าเพื่อเพิ่มศักยภาพทางเศรษฐกิจของ biorefineries เขตร้อน (sub) ต้องให้ความสนใจอย่างเข้มงวดเพื่อป้อนสิ่งอำนวยความสะดวกการประมวลผลดิบ หญ้าในนาเปีย (Pennisetum purpureum), พืชพลังงานผู้สมัครมีความสามารถในการบรรลุผลผลิตสูงของ 94 แห้ง เมตริกตัน/hectare (Osgood et al., 1996), มีรายงานว่า มีศักยภาพที่สำคัญเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทดแทนขนาดใหญ่รัฐฮาวาย (ทราน et al., 2011) วมวลยืนต้น อย่างไรก็ตาม เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของหลักสูตรธรรมชาติของพ่อแม่ (วิลเลียมส์ et al., 1980) ในสถานที่มีตลอดทั้งปีฤดูกาลที่เติบโต มีศักยภาพในการเก็บเกี่ยววมวลที่อายุและ/หรือเงื่อนไขที่ให้กำเนิดเชื้อเพลิงชีวภาพและ bioproduct ในขณะที่ลดต้นทุนการผลิตโดยรวมพร้อมกันในการศึกษานี้ เป็นวิเคราะห์องค์ประกอบโครงสร้างของเปียหญ้า เกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ผ่านหลักสูตรของธรรมชาติของพ่อแม่ในบรรยากาศแบบฮาวาย โครงสร้างคาร์โบไฮเดรต lignin เถ้า และ extractives ของเส้นใยถูก quantified และรายงานเป็นน้ำหนักแห้ง น้ำหญ้าเปีย รวบรวมจากการประมวลผลวัตถุดิบดิบ สีเขียวมีลักษณะสำหรับการ bioproduct เป็นไปตามเนื้อหาอินทรีย์และไนโตรเจน และรายงานในแบบองค์รวมเป็นความเข้มข้นของไนโตรเจน Kjeldahl ทั้งหมด (TKN), และต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ตามลำดับ เข้าใจสำหรับ harvests พืชผลให้กับผลลัพธ์เพื่อช่วยในการตัดสินใจสำหรับ biorefineries พาณิชย์ในภูมิภาคเขตร้อน (ย่อย) ของโลก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการพลังงานทั่วโลกประกอบกับความไม่แน่นอนทางการเมืองในประเทศผู้ส่งออกน้ำมันและภัยคุกคามถาวรของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศได้นำไปสู่ความกังวลที่เพิ่มขึ้นมากกว่าการใช้อย่างแพร่หลายของทรัพยากรฟอสซิลที่ได้มาจากการตอบสนองความต้องการในปัจจุบันและอนาคตของผู้คน ภาคการขนส่งในสหรัฐอเมริกาเช่นเป็นที่รู้จักกันครอบครองประมาณ 72% ของของเหลวรวมของประเทศที่บริโภคน้ำมันเชื้อเพลิง (EIA 2014) และยังคงหนักขึ้นอยู่กับปิโตรเลียมทั้งในประเทศและนำเข้า แม้ว่าการวิเคราะห์ที่ผ่านมามีการคาดการณ์การลดลงในแง่ดีประมาณ 2.1 ล้านบาร์เรล (250 ล้านลิตร) น้ำมันต่อวันในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาการคาดการณ์เหล่านี้เป็น imperatively ขึ้นอยู่กับการเจาะที่เพิ่มขึ้นของเชื้อเพลิงชีวภาพและก๊าซธรรมชาติในตลาดภายในประเทศ (EIA 2014) . ที่น่าสนใจมีน้อยขนาดใหญ่สิ่งอำนวยความสะดวกเชื้อเพลิงชีวภาพ cellulosic การดำเนินงานในสหรัฐอเมริกา (ฉุกเฉิน 2014) ซึ่งอาจจะเป็นที่ดีที่สุดที่แสดงให้เห็นถึงคอขวดที่รู้จักกันดีสำหรับการพัฒนาเชิงพาณิชย์: การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพยังไม่สามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงที่ใช้ปิโตรเลียมบนพื้นฐานของ ค่าใช้จ่าย วิธีการหนึ่งที่จะบรรเทาปัญหานี้ได้รับการผ่านการจัดตั้ง biorefineries ที่มีจุดมุ่งหมายในการแปลงวัตถุดิบที่ไม่ใช่อาหารทดแทนเป็นสองหรือผลิตภัณฑ์มากขึ้น ในหลาย ๆ วิธี biorefineries พยายามที่จะเลียนแบบโรงกลั่นน้ำมันที่พวกเขาตั้งใจที่จะเปลี่ยน แต่ไม่เหมือนโรงกลั่นน้ำมันแบบเดิมสินค้าที่ผลิตโดย biorefineries (นอกเหนือจากเชื้อเพลิงชีวภาพ) จะแตกต่างกันทั่วประเทศเป็นผลมาจากวัตถุดิบเฉพาะของภูมิภาคและ / หรือความต้องการ . ใน (ย่อย) ภูมิภาคเขตร้อนของโลกตลอดทั้งปีฤดูกาลที่เพิ่มขึ้นมีผลประโยชน์ที่ไม่ซ้ำกันสำหรับ biorefineries เพื่อให้การเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่อง 12 เดือนของวัตถุดิบและการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและผลิตภัณฑ์ชีวภาพ พืชผู้สมัครในพื้นที่เหล่านี้ (เช่นหญ้าต้นไม้ C4) เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วในอัตราผลตอบแทนที่สูง แต่ยังมักจะมีความชื้นสูง (> 70%) ซึ่งอาจมีความซับซ้อนในการจัดการชีวมวลธรรมดาและโลจิสติก โอกาสที่จะใช้กลยุทธ์นวัตกรรมกระบวนการผลิตวิศวกรรมชีวภาพเช่นการประมวลผลสีเขียว แต่ที่เสนอโดย Takara และ Khanal (2011), มีอยู่และอาจจะเหมาะสมสำหรับ biorefineries ในภูมิภาคนี้ ที่กำหนดไว้ชัดถ้อยชัดคำในการประมวลผลสีเขียวเป็นแยกต้นน้ำวัตถุดิบน้ำมันดิบลงในของแข็ง (ครึ่ง) เส้นใยเซลลูโลสสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและของเหลวน้ำผลไม้ที่อุดมด้วยสารสำหรับมูลค่าสูงจุลินทรีย์ร่วมผลิตภัณฑ์ (เช่นโปรตีนจากเชื้อรา) การผลิต. เพื่อเพิ่มศักยภาพทางเศรษฐกิจ ของ (ย่อย) biorefineries เขตร้อนให้ความสนใจอย่างเข้มงวดต้องได้รับการวัตถุดิบที่เข้ามาอำนวยความสะดวกในการประมวลผล หญ้าเนเปียร์ (Pennisetum purpureum) ซึ่งเป็นพืชพลังงานที่ผู้สมัครที่มีความสามารถในการบรรลุผลตอบแทนสูง 94 เมตริกตันซักรีด / เฮกตาร์ (Osgood et al., 1996) ได้รับรายงานว่าจะมีศักยภาพที่สำคัญเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทดแทนขนาดใหญ่ใน รัฐฮาวาย (Tran et al., 2011) วัตถุดิบยืนต้น แต่เชื่อว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงองค์ประกอบธรรมชาติของพวกเขาของการเจริญเติบโต (วิลเลียมส์ et al., 1980) ในสถานที่ที่มีตลอดทั้งปีฤดูกาลที่เพิ่มขึ้นมีอยู่มีศักยภาพที่จะเก็บเกี่ยววัตถุดิบที่ทุกเพศทุกวัยและ / หรือเงื่อนไขที่เพิ่มทั้งเชื้อเพลิงชีวภาพและการก่อ bioproduct ขณะเดียวกันการลดต้นทุนการผลิตโดยรวม. ในการศึกษานี้องค์ประกอบโครงสร้างของหญ้าเนเปียร์ที่เกี่ยวข้องกับ การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้รับการวิเคราะห์ในช่วงธรรมชาติของการเจริญเติบโตในสภาพภูมิอากาศค่อนข้างร้อนฮาวาย คาร์โบไฮเดรตโครงสร้างลิกนินเถ้าและสารแทรกของเส้นใยที่ถูกวัดและรายงานบนพื้นฐานของน้ำหนักแห้ง เนเปียร์น้ำผลไม้หญ้าที่เก็บได้จากการประมวลผลสีเขียวของวัตถุดิบดิบก็มีลักษณะที่อาจเกิดขึ้นสำหรับ bioproduct ขึ้นอยู่กับเนื้อหาและไนโตรเจนอินทรีย์ของตนและได้รับการรายงานแบบองค์รวมเป็นความเข้มข้นของสารเคมีที่มีความต้องการออกซิเจน (COD) และไนโตรเจน Kjeldahl รวม (TKN) ตามลำดับ ข้อมูลเชิงลึกสำหรับการเก็บเกี่ยวพืชผลถูกจัดให้พร้อมกับผลการให้ความช่วยเหลือในการตัดสินใจสำหรับ biorefineries เชิงพาณิชย์ใน (ย่อย) ภูมิภาคเขตร้อนของโลก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการพลังงานทั่วโลก ประกอบกับความไม่แน่นอนทางการเมืองในประเทศส่งออกน้ำมัน และภัยคุกคามแบบถาวรของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ทำให้เพิ่มความกังวลเกี่ยวกับการใช้อย่างแพร่หลายของฟอสซิลและทรัพยากรเพื่อตอบสนองความต้องการในปัจจุบันและอนาคตของประชาชน ในภาคการขนส่งในสหรัฐอเมริกา เช่นเป็นที่รู้จักกันเพื่อครอบครองประมาณ 72% ของประเทศ รวมปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเหลว ( EIA , 2014 ) และยังคงต้องพึ่งพาทั้งในประเทศ และนำเข้าน้ำมัน แม้ว่าการวิเคราะห์ล่าสุดได้คาดการณ์การลด มองโลกในแง่ดี ประมาณ 2.1 ล้านบาร์เรล ( 250 ล้านลิตร ) น้ำมันต่อวันกว่าสองทศวรรษประมาณการเหล่านี้จะ imperatively โดยการเจาะเพิ่มขึ้นของไบโอดีเซลและก๊าซธรรมชาติในตลาดในประเทศ ( EIA , 2014 ) .

น่าสนใจ มีไม่กี่ขนาดใหญ่หุ้มเชื้อเพลิงเครื่องใช้งานในสหรัฐอเมริกา ( ฉุกเฉิน ปี 2014 ) ซึ่งอาจจะแสดงให้เห็นถึงคอขวดที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับการพัฒนาเชิงพาณิชย์การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพยังไม่สามารถแข่งขันกับใช้เชื้อเพลิงปิโตรเลียมบนพื้นฐานของต้นทุน วิธีการหนึ่งที่จะบรรเทาปัญหานี้ได้ผ่านการ biorefineries ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อแปลงหมุนเวียนไม่ใช่อาหารวัตถุดิบเป็นสองหรือมากกว่าผลิตภัณฑ์ ในหลายวิธี biorefineries แสวงหาเพื่อเลียนแบบน้ำมัน พวกเขาตั้งใจที่จะมาแทนที่ แต่แตกต่างจากโรงกลั่นน้ำมันปกติสินค้าที่ผลิตโดย biorefineries ( นอกเหนือจากเชื้อเพลิงชีวภาพ ) จะแตกต่างกันไปทั้งประเทศ เป็นผลจากวัตถุดิบเฉพาะภูมิภาคและ / หรือต้องการ

( ย่อย ) ซึ่งในเขตร้อนของโลก , ฤดูกาลปลูกตลอดทั้งปีเสนอผลประโยชน์ที่ไม่ซ้ำกันสำหรับ biorefineries ให้สามารถต่อเนื่อง 12 เดือน การเจริญเติบโตของวัตถุดิบ และการผลิตผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงชีวภาพและ biobased .ผู้สมัครในพื้นที่เหล่านี้ ( เช่น พืช C4 เป็นต้นหญ้า ) เติบโตอย่างรวดเร็วในอัตราผลตอบแทนสูง แต่ก็มักจะมีความชื้นสูง ( > 70% ) ซึ่งอาจทำให้การจัดการมวลชีวภาพธรรมดา และโลจิสติกส์ โอกาสในการใช้กลยุทธ์ผลิตวิศวกรรมชีวภาพนวัตกรรมเช่นการประมวลผลสีเขียว , อย่างไรก็ตาม , ที่เสนอโดยทาการะ และ khanal ( 2011 )ที่มีอยู่และอาจจะเหมาะสมสำหรับ biorefineries ในภูมิภาคเหล่านี้ กำหนดให้ชัดเจน การประมวลผลสีเขียวเป็นส่วนต้นน้ำของดิบ วัตถุดิบในที่เป็นของแข็ง ( ครึ่ง ) เส้นใยเซลลูโลสสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและของเหลว , น้ำผลไม้ที่อุดมไปด้วยสารอาหารสำหรับสินค้ามูลค่าสูง เช่น โปรตีนจากจุลินทรีย์ Co ) ผลิต

เพื่อเพิ่มศักยภาพของเศรษฐกิจ ( ย่อย ) biorefineries เขตร้อนความสนใจอย่างเข้มงวดต้องได้รับวัตถุดิบป้อนโรงงานแปรรูป . หญ้าเนเปียร์ ( ร์ 3 ) ผู้สมัครสามารถบรรลุพลังงานพืชผลผลิตสูง 94 แห้งตัน / เฮกแตร์ ( ด et al . , 1996 ) ได้รับรายงานว่ามีศักยภาพที่สำคัญเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทดแทนขนาดใหญ่ในรัฐของฮาวาย ( Tran et al . , 2011 )ยืนต้นวัตถุดิบ อย่างไรก็ตาม เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบมากกว่าหลักสูตรของธรรมชาติของการเจริญเติบโต ( วิลเลียม et al . , 1980 ) ในสถานที่มีฤดูปลูกได้ตลอดทั้งปี มีศักยภาพที่จะเก็บเกี่ยววัตถุดิบที่ทุกเพศทุกวัย และ / หรือ เงื่อนไข ที่เพิ่มทั้งไบโอดีเซลและการพัฒนาผลิตภัณฑ์ชีว ในขณะเดียวกันก็ลดต้นทุนการผลิตโดยรวม

ในการศึกษานี้องค์ประกอบโครงสร้างของหญ้าเนเปียร์ , ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ , วิเคราะห์มากกว่าหลักสูตรของธรรมชาติของการเจริญเติบโตในสภาพภูมิอากาศกึ่งเขตร้อนของฮาวาย โครงสร้างคาร์โบไฮเดรต ปริมาณเถ้า และ extractives ของเส้นใยตรวจรายงานบนพื้นฐานของน้ำหนักแห้ง น้ำหญ้าเนเปียร์ ที่รวบรวมจากการประมวลผลสีเขียวของผลิตภัณฑ์ดิบ ,ศึกษาศักยภาพขององค์กรของผลิตภัณฑ์ชีวอินทรีย์และไนโตรเจน เนื้อหา และมีการรายงานแบบองค์รวมเป็นปริมาณความต้องการออกซิเจนทางเคมี ( COD ) และไนโตรเจน ( TKN ) ตามลำดับ ข้อมูลเชิงลึกสำหรับการเก็บเกี่ยวพืชผลให้พร้อมกับผลเพื่อช่วยในการตัดสินใจสำหรับ biorefineries ในเชิงพาณิชย์ ( ย่อย ) ภูมิภาคเขตร้อนของโลก