4.4. Low-moisture anhydrous ammonia

4.4. Low-moisture anhydrous ammonia pretreatment
(LMAA)
It has been known that cellulose chains are incorporated
into a number of distinct crystal phases each differing in
chemical reactivity and material characteristics. The naturally
occurring crystal phases, cellulose I [52], can be transformed
into cellulose IIII by treating them with liquid ammonia
[53] or various amines [54,55]. Based on the crystal
structures, it was suggested that, during the crystalline
conversion from cellulose I to IIII, ammonia and amine
molecules penetrated between cellulose chains which were
originally connected to the intermolecular hydrogen bonds
in the cellulose I phase [56]. Therefore, it has been examined
as the ammonia fiber explosion (AFEX) pretreatment for
lingocellulosic biomass to improve the efficiency of
enzymatic conversion of it into sugars for the subsequent
production of biofuels and other products [57]. This was
interpreted as an increase in the cellulose IIII phase which
has a high reactivity toward enzymatic degradation [58].
Also, the soaking in aqueous ammonia (SAA) in solid-toliquid
ratio of 1:6 ~ 1:10 at 40 ~ 80ºC in a room atmosphere
has been used as the pretreatment of lignocellulose [59].
However, these processes have problems of requiring high
energy in keeping with the severe conditions and/or
recovering ammonia from aqueous solutions. Gaseous
ammonia is expected to be recovered with low energy.
Recently Kim et al. [60] developed a pretreatment using
gaseous ammonia, low-moisture anhydrous ammonia
(LMAA) pretreatment, where the lignocellulose was kept
in a flask filled with ammonia gas at 80ºC for 84 h.
We performed the LMAA pretreatment by modifying
the Kim method [25,26]. Water (100 g) was added dropwise
to the powdered dry Napier grass (100 g, volume 320 mL)
in a flask (1 L). The atmosphere of flask containing moist
powdered Napier grass was entirely replaced with gaseous
ammonia by evacuation with a pump under 20 mm Hg and
introduction of gaseous ammonia. The amount of ammonia
presented in the flask was 1.1 g which was smaller amount
compared with the SAA pretreatment. Moreover, the content
in flask did not involve the solution part, irrespective of the
solid-to-water ratio of 1:1. The moist powdered Napier
grass was kept under an ammonia gas atmosphere at room
temperature for 4 weeks. After the treatment, the ammonia
gas was removed with an evaporator. The treated Napier
grass was washed with water (2 L) repeatedly three times
and the brownish aqueous solution was separated. The
LMAA pretreatment did not induce the saccharification.
The effect of pretreatment was compared by the time
profile of CO2 evolution from SSF process of Napier grass
among LMAA-pretreatment, non-treatment, and alkalipretreatment
(Fig. 2). It is noteworthy that the SSF of
alkali-pretreated napiergrass was remarkably slowed down.
In the fermentation by S. cerevisiae of the alkali-pretreated
Napier grass, a nitrogen-source and a mineral were thought
to be insufficient, since the amino acids and the mineral
were removed from lignocelluloses by alkali-pretreatment
and the additional nutrients were not added in the SSF
process [61]. Moreover, the fermentation process might be
affected by the inhibitory materials derived from the alkalipretreatment
[60]. However, the LMAA-pretreatment did
not cause to the retardation of SSF rate.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4.4. ต่ำความชื้นไดแอมโมเนีย pretreatment(LMAA)รู้จักว่า โซ่เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบเป็นแต่ละระยะคริสตัลแตกต่างแตกต่างกันในเกิดปฏิกิริยาเคมีและวัสดุลักษณะ ในธรรมชาติคริสตัลเกิดขึ้นระยะ เซลลูโลสสามารถแปลงฉัน [52],เป็นเซลลูโลส IIII โดยรักษาด้วยแอมโมเนียเหลว[53] หรือ amines ต่าง ๆ [54,55] ตามคริสตัลโครงสร้าง คำแนะนำที่ ในระหว่างเป็นผลึกแปลงจากเซลลูโลสเป็น IIII แอมโมเนีย และ amineอวัยวะระหว่างโซ่เซลลูโลสซึ่งโมเลกุลเดิม เชื่อมต่อกับพันธบัตรไฮโดรเจน intermolecularในเซลลูโลส ฉันระยะ [56] ดังนั้น มันได้ถูกตรวจสอบเป็น pretreatment กระจาย (AFEX) ไฟเบอร์แอมโมเนียสำหรับชีวมวล lingocellulosic เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเอนไซม์ในระบบแปลงมันเป็นน้ำตาลสำหรับซึ่งต่อมาการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ [57] นี้IIII แปลเป็นการเพิ่มขึ้นของเซลลูโลสระยะที่มีการเกิดปฏิกิริยาสูงต่อเอนไซม์ในระบบย่อยสลาย [58]ยัง แช่อควีแอมโมเนีย (กระดาษสา) ในของแข็ง toliquidอัตราส่วน 1:6 ~ 1:10 ที่ 40 ~ 80ºC ในบรรยากาศห้องพักมีการใช้เป็น pretreatment ของ lignocellulose [59]อย่างไรก็ตาม กระบวนการเหล่านี้มีปัญหาต้องการสูงพลังงานเพื่อรุนแรง และ/หรือกู้คืนแอมโมเนียจากโซลูชั่นอควี เป็นต้นแอมโมเนียคาดว่าจะสามารถกู้คืน ด้วยพลังงานต่ำร้อยเอ็ดคิม al. [60] ล่าสุดพัฒนาโดยใช้การ pretreatmentความชื้นต่ำไดแอมโมเนีย แอมโมเนียเป็นต้นPretreatment (LMAA) lignocellulose ถูกเก็บไว้ที่ในหนาวที่เต็มไป ด้วยก๊าซแอมโมเนียที่ 80ºC สำหรับ 84 hเราทำ LMAA pretreatment โดยการปรับเปลี่ยนวิธีการคิม [25,26] เพิ่มน้ำ (100 กรัม) dropwiseการให้หญ้าเปียแห้งผง (100 กรัม ปริมาณ 320 mL)ในความหนาว (1 L) บรรยากาศหนาวประกอบด้วยชุ่มชื่นผงเปียหญ้าถูกทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยเป็นต้นแอมโมเนีย โดยอพยพกับปั๊มต่ำกว่า 20 mm Hg และแนะนำแอมโมเนียเป็นต้น ยอดของแอมโมเนียนำเสนอในหนาวได้ g 1.1 ซึ่งมีปริมาณเมื่อเทียบกับ SAA pretreatment นอกจากนี้ เนื้อหาในหนาวไม่เกี่ยวข้องกับส่วนโซลูชั่น ไม่ว่าจะของแข็งกับน้ำอัตราส่วน 1:1 เปียผงชุ่มชื่นหญ้าถูกเก็บไว้ภายใต้บรรยากาศก๊าซแอมโมเนียที่ห้องอุณหภูมิสำหรับ 4 สัปดาห์ หลังจากการรักษา แอมโมเนียก๊าซถูกเอาออก ด้วยการ evaporator เปียบำบัดหญ้าถูกล้าง ด้วยน้ำ (2 ลิตร) ซ้ำ ๆ กัน 3 ครั้งและมีแยกน้ำตาลละลาย ที่LMAA pretreatment ได้ก่อให้เกิดการ saccharificationผลของการ pretreatment ถูกเทียบเวลาโปรไฟล์ของ CO2 วิวัฒนาการจากกระบวน SSF หญ้านาเปียระหว่าง LMAA-pretreatment ไม่รักษา และ alkalipretreatment(Fig. 2) เป็นที่น่าสังเกตที่ SSF ของnapiergrass pretreated แอลคาไลมีไข้แต่ชะลอตัวลงในการหมักโดย S. cerevisiae ที่ด่าง-pretreatedหญ้าเปีย เป็น แหล่งไนโตรเจน และแร่มีความคิดจะไม่เพียงพอ กรดอะมิโนและแร่ออกจาก lignocelluloses โดย pretreatment ด่างและไม่มีเพิ่มสารอาหารเพิ่มเติมในแบบ SSFกระบวนการ [61] นอกจากนี้ การหมักอาจรับผลกระทบจากวัสดุลิปกลอสไขที่มา alkalipretreatment[60] . อย่างไรก็ตาม LMAA pretreatment ไม่ได้ไม่ทำให้เกิดการชะลออัตรา SSF

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4.4 ความชื้นต่ำปรับสภาพปราศจากแอมโมเนีย
(LMAA)
จะได้รับการรู้จักกันว่าโซ่เซลลูโลสจะรวม
เป็นจำนวนขั้นตอนที่แตกต่างกันในแต่ละผลึกแตกต่างกันใน
การเกิดปฏิกิริยาเคมีและวัสดุ ตามธรรมชาติ
ที่เกิดขึ้นขั้นตอนผลึกเซลลูโลสผม [52], สามารถเปลี่ยน
เข้า IIII เซลลูโลสโดยการรักษาพวกเขาด้วยแอมโมเนียเหลว
[53] หรือเอมีนต่างๆ [54,55] ขึ้นอยู่กับคริสตัล
โครงสร้างมันก็ชี้ให้เห็นว่าในช่วงผลึก
แปลงจากเซลลูโลสฉันจะ IIII แอมโมเนียและเอมี
โมเลกุลทะลุระหว่างโซ่เซลลูโลสซึ่งถูก
เชื่อมต่อเดิมพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล
ในขั้นตอนที่ผมเซลลูโลส [56] ดังนั้นจึงได้รับการตรวจสอบ
เป็นระเบิดเส้นใยแอมโมเนีย (Afex) สำหรับการปรับสภาพ
ชีวมวล lingocellulosic การปรับปรุงประสิทธิภาพของ
เอนไซม์แปลงมันเป็นน้ำตาลสำหรับภายหลัง
การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ [57] นี้ถูก
ตีความว่าเป็นการเพิ่มขึ้นในระยะ IIII เซลลูโลสซึ่ง
มีปฏิกิริยาที่มีต่อการย่อยสลายสูงเอนไซม์ [58].
นอกจากนี้แช่ในน้ำแอมโมเนีย (SAA) ในของแข็ง toliquid
อัตราส่วน 1: 6 ~ 01:10 ที่ 40 ~ 80ºC ในบรรยากาศห้องพัก
ได้ถูกใช้เป็นการปรับสภาพของลิกโนเซลลูโลส [59].
อย่างไรก็ตามกระบวนการเหล่านี้มีปัญหาที่ต้องใช้สูงของ
พลังงานในการรักษาด้วยเงื่อนไขที่รุนแรงและ / หรือ
การกู้คืนแอมโมเนียจากการแก้ปัญหาน้ำ ก๊าซ
แอมโมเนียที่คาดว่าจะได้รับคืนที่มีพลังงานต่ำ.
เมื่อเร็ว ๆ นี้คิม et al, [60] การพัฒนาปรับสภาพการใช้
ก๊าซแอมโมเนียต่ำความชื้นปราศจากแอมโมเนีย
(LMAA) การปรับสภาพที่ลิกโนเซลลูโลสถูกเก็บไว้
ในขวดที่เต็มไปด้วยก๊าซแอมโมเนียที่80ºC 84 ชม.
เราดำเนินการปรับสภาพ LMAA โดยการปรับเปลี่ยน
วิธีการคิม [25 26] น้ำ (100 กรัม) ถูกบันทึก dropwise
เพื่อผงหญ้าเนเปียร์แห้ง (100 กรัมปริมาณ 320 มิลลิลิตร)
ในขวด (1 ลิตร) บรรยากาศของขวดที่มีชื้น
หญ้าเนเปียร์ผงถูกแทนที่ทั้งหมดด้วยก๊าซ
แอมโมเนียโดยอพยพพร้อมปั๊มมีอายุต่ำกว่า 20 มิลลิเมตรปรอทและ
การแนะนำของก๊าซแอมโมเนีย ปริมาณของแอมโมเนีย
ที่นำเสนอในขวดเป็น 1.1 กรัมซึ่งเป็นปริมาณที่มีขนาดเล็ก
เมื่อเทียบกับการปรับสภาพสมาคมนักวิเคราะห์หลักทรัพย์ นอกจากนี้เนื้อหา
ในขวดไม่ได้เกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมแก้ปัญหาโดยไม่คำนึงถึง
อัตราส่วนที่มั่นคงต่อน้ำ 1: 1 เพียร์ชื้นผง
หญ้าถูกเก็บไว้ภายใต้บรรยากาศก๊าซแอมโมเนียที่ห้อง
อุณหภูมิเป็นเวลา 4 สัปดาห์ หลังจากการรักษาแอมโมเนีย
ก๊าซถูกลบออกด้วยเครื่องระเหย ได้รับการรักษาเนเปียร์
หญ้าถูกล้างด้วยน้ำ (2 ลิตร) ซ้ำสามครั้ง
และสารละลายน้ำตาลถูกแยกออก
การปรับสภาพ LMAA ไม่ได้ก่อให้เกิด saccharification.
ผลกระทบของการปรับสภาพเมื่อเทียบตามเวลาที่
รายละเอียดของวิวัฒนาการ CO2 จากกระบวนการ SSF ของหญ้าเนเปียร์
ในหมู่ LMAA-การปรับสภาพที่ไม่ใช่การรักษาและ alkalipretreatment
(รูปที่. 2) เป็นที่น่าสังเกตว่า SSF ของ
Napiergrass ด่างปรับสภาพได้รับการชะลอตัวลงอย่างน่าทึ่ง.
ในการหมักเอส cerevisiae ของด่างปรับสภาพ
หญ้าเนเปียร์ไนโตรเจนแหล่งที่มาและแร่ธาตุที่มีความคิด
ที่จะไม่เพียงพอเนื่องจากกรดอะมิโนและ แร่ธาตุที่
ถูกถอดออกจาก lignocelluloses โดยการปรับสภาพด่าง
และสารอาหารที่เพิ่มขึ้นไม่ได้ถูกเพิ่มเข้ามาใน SSF
กระบวนการ [61] นอกจากนี้กระบวนการหมักอาจจะมี
ผลกระทบจากการยับยั้งวัสดุที่ได้มาจาก alkalipretreatment
[60] อย่างไรก็ตาม LMAA-ปรับสภาพไม่
ได้ก่อให้เกิดการชะลออัตรา SSF

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4.4 . ความชื้นต่ำรัสแอมโมเนียก่อน

( lmaa ) เป็นที่รู้กันว่าโซ่เซลลูโลสรวม
เป็นหมายเลขขั้นตอนคริสตัลที่แตกต่างในแต่ละที่แตกต่างกันในปฏิกิริยาทางเคมี
และลักษณะของวัสดุ ธรรมชาติที่เกิดขึ้นระยะ
ผลึกเซลลูโลสผม [ 52 ] , สามารถเปลี่ยน
เป็นเซลลูโลส iiii โดยปฏิบัติกับของเหลวแอมโมเนีย
[ 53 ] หรือ [ 54,55 เอมีนต่างๆ ]ที่อยู่ในคริสตัล
โครงสร้าง พบว่าในระหว่างการแปลงจากเซลลูโลสผลึก
ฉัน iiii แอมโมเนียและเอมีน
เจาะระหว่างโซ่โมเลกุลเซลลูโลสซึ่ง
เดิมเชื่อมต่อกับพันธบัตรไฮโดรเจนในสารประกอบเชิงซ้อน
เซลลูโลสชั้นเฟส [ 56 ] ดังนั้น จึงได้ตรวจสอบ
เป็นแอมโมเนียใยการระเบิด ( Afex ) การบำบัดสำหรับ
lingocellulosic ชีวมวลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเอนไซม์การแปลงให้เป็นน้ำตาล

ตามมาสำหรับการผลิตของเชื้อเพลิงชีวภาพ และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ [ 57 ] นี้คือ
แปลเป็นเพิ่มขึ้นในเซลลูโลส iiii เฟสซึ่งมีความว่องไวสูง
ต่อการย่อยสลายของเอนไซม์ [ 58 ] .
นอกจากนี้ การแช่ในสารละลายแอมโมเนีย ( SAA ) ในอัตราส่วน toliquid
แข็งของ 1 : 6 ~ 110 ที่ 40 ~ 80 º C ในห้องบรรยากาศ
ถูกใช้เป็นภาวะของลิกโนเซลลูโลส [ 59 ] .
แต่กระบวนการเหล่านี้มีปัญหาต้องใช้พลังงานสูงในการรักษาด้วยเงื่อนไขที่รุนแรง

และ / หรือการกู้คืนจากสารละลายแอมโมเนีย . ก๊าซแอมโมเนีย
คาดว่าจะกู้กับพลังงานต่ำ .
ช่วงนี้คิม et al . [ 60 ] พัฒนาโดยการใช้ก๊าซแอมโมเนีย
,ความชื้นรัส
แอมโมเนียต่ำ ( lmaa ) ภาวะที่ลิกโนเซลลูโลสถูกเก็บไว้
ในกระติกเติมแก๊สแอมโมเนียที่ 80 º C 84 H .
เราดำเนินการ lmaa การบำบัดโดยการปรับเปลี่ยนวิธี [
คิม 25,26 ] น้ำ ( 100 g ) เพิ่ม dropwise
กับผงแห้ง หญ้าเนเปียร์ ( 100 กรัมปริมาณ 320 ml )
ในขวด ( 1 ลิตร ) บรรยากาศชุ่มชื้น
ขวดที่มีผงหญ้าเนเปียร์เป็นทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยก๊าซแอมโมเนียโดย
อพยพกับปั๊มภายใต้ 20 mm Hg และ
บทนำของแอมโมเนียเป็นก๊าซ ปริมาณของแอมโมเนีย
นำเสนอในขวด 1.1 กรัม ซึ่งเป็นปริมาณที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับ
สาก่อน . นอกจากนี้ เนื้อหา
ขวดไม่ได้เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาส่วนหนึ่งไม่
แข็งต่อน้ำ 1 : 1ชุ่มชื้นผงหญ้าเนเปียร์
ถูกเก็บไว้ภายใต้แก๊สแอมโมเนีย บรรยากาศที่อุณหภูมิห้อง
เป็นเวลา 4 สัปดาห์ หลังการรักษา แอมโมเนีย
ก๊าซถูกลบออกด้วยการระเหย การล้างด้วยน้ำ หญ้าเนเปียร์
2 L ) ซ้ำสามครั้ง
และสารละลายสีน้ำตาล ถูกแยกออกจากกัน
lmaa โดยไม่ทำให้เส้น .
ผลของการบำบัดเบื้องต้นเทียบตามเวลา
โปรไฟล์ของวิวัฒนาการ CO2 จากกระบวนการ SSF ของหญ้าเนเปียร์
ระหว่าง lmaa ก่อน ไม่ใช่การรักษา และ alkalipretreatment
( รูปที่ 2 ) มันเป็นน่าสังเกตว่า SSF ของด่างที่ได้รับ napiergrass ถูกมาก

ช้าลง ในการหมักโดยเชื้อ S . cerevisiae ของด่างที่ได้รับ
หญ้าเนเปียร์ , แหล่งไนโตรเจนและแร่ธาตุถูกคิด
จะไม่เพียงพอ เนื่องจากกรดอะมิโนและแร่
ถูกถอดออกจากลิกโนเซลลูโลสโดยด่างก่อน
และเพิ่มเติมสารอาหารที่ไม่ได้เพิ่มใน SSF
กระบวนการ [ 61 ] นอกจากนี้ กระบวนการหมักอาจ
ผลกระทบโดยยับยั้งวัสดุที่ได้มาจาก alkalipretreatment
[ 60 ] อย่างไรก็ตาม การทำ lmaa
ไม่ใช่สาเหตุที่ปัญญาอ่อนของอัตราที่ SSF .