Depletion of fossil fuels and growi

Depletion of fossil fuels and growing concerns about negative impact of their increased use on the environment have resulted in call for their partial or complete replacement with renewable, non-polluting energy sources. Hydrogen is one of the ideal alternatives to fossil fuels. Its use in fuel cell produces no CO2, a primary culprit in climate change.

Dark fermentation is one of the sustainable methods of hydrogen production. Hydrogen is produced as by-product with organic acid during acidogenic phase of anaerobic digestion process. The produced hydrogen is readily consumed by methanogenic hydrogen consumers to form methane, the final product of anaerobic digestion process. Dark fermentation, therefore, involves elimination of hydrogen-consuming methane formers from anaerobic digestion system through appropriate pretreatment, such as acid, alkaline and heat, of feed and produces hydrogen, carbon dioxide and organic acid from organic substrates instead of methane (Chen et al., 2002 and Perera and Nirmalakhandan, 2010). Model substrates such as glucose and sucrose are preferred choices for dark fermentation; however they are not economically feasible for large scale production. Carbohydrate-rich wastes have been shown to be suitable substrates (Lay et al., 1999 and Valdez-Vazquez et al., 2005). Effective hydrogen production often requires supplementation of an adequate amount of pH buffer and mineral, which will inevitably increase the cost of production (Zhu et al., 2008). Co-digestion of several wastes with complementary characteristics could provide balanced nutrient and the required buffering capacity, thereby reducing the cost for pH control or nutritional supplements. The potential use of co-digestion of animal manure and carbohydrate-rich feed to produce hydrogen has been previously suggested (Zhu et al., 2009). There are some reports on co-digestion of animal manure and other wastes/feedstock for hydrogen production (Perera and Nirmalakhandan, 2010, Yokoyama et al., 2010 and Gilroyed et al., 2010). However, there has not been any reported work on biohydrogen production from co-digestion of cow manure and waste milk (mastitic milk from antibiotic-treated cow).

Mastitis, a common and costly disease of dairy cattle, is often treated with therapeutic use of antibiotics. Whenever antibiotics are used, antibiotic resistant bacteria are selected and/or evolved (Diehl and Lapara, 2010). It is plausible; therefore, that milk from cow treated with antibiotics for mastitis will contain substantial quantities of antibiotic resistant bacteria. The milk is not normally used for about one week and often discarded to the environment. Such practice does not only promote the spread of antibiotic resistant bacteria present in the milk, but also encourage horizontal transfer of resistant genes to indigenous bacteria within the vicinity of the farm (Alonso et al., 2001). This may present a threat to public health. Anaerobic digestion could be used as a potential tool to reduce the number of resistant bacteria being introduced to the environment. It has been used to treat biowastes that contain pathogenic and antibiotic resistant bacteria (Kunte et al., 1998 and Ghosh et al., 2009). However, its use under hydrogen-producing conditions for treating biowastes has not been well studied.

In the present study, co-digestion of cow manure and waste milk was investigated in batch experiments to examine the effects of various cow manure to waste milk ratios and different organic loading on; (i) hydrogen production potential and (ii) reduction of cefazolin resistant bacteria. The information from the experiments would be beneficial to determine the optimum amount of waste milk to be co-digested with cow manure and appropriate loading rate for effective hydrogen production, as well as potential use of hydrogen-producing conditions for treatment of cefazolin resistant bacteria.

2. Methods

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การลดลงของเชื้อเพลิงฟอสซิลและกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบเชิงลบของการใช้เพิ่มขึ้นในสิ่งแวดล้อมมีผลในการเรียกของพวกเขาเปลี่ยนบางส่วน หรือสมบูรณ์ด้วยแหล่งพลังงานทดแทน polluting ไม่ ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งทางเลือกที่เหมาะกับเชื้อเพลิงฟอสซิล การใช้เซลล์เชื้อเพลิงผลิต CO2 ไม่ ผู้ร้ายเป็นหลักในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหมักเข้มเป็นหนึ่งในวิธีการผลิตไฮโดรเจนยั่งยืน ผลิตไฮโดรเจนเป็นผลพลอยได้กับกรดอินทรีย์ acidogenic ระยะของกระบวนการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจน Methanogenic ผู้บริโภคไฮโดรเจนมีเทนฟอร์ม ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของกระบวนการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนพร้อมใช้ไฮโดรเจนที่ผลิต หมักเข้ม ดังนั้น เกี่ยวข้องกับการใช้ไฮโดรเจนมีเทน formers จากระบบย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่เหมาะสม pretreatment กรด ด่างและความร้อน สารกำจัด และไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และกรดอินทรีย์จากวัสดุอินทรีย์แทนมีเทน (Chen et al., 2002 และ Perera และ Nirmalakhandan, 2010) แบบจำลองพื้นผิวเช่นน้ำตาลกลูโคสและซูโครสเป็นตัวเลือกสำหรับหมักเข้ม อย่างไรก็ตาม พวกเขาจะไม่เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ อุดมไปด้วยคาร์โบไฮเดรตเสียได้รับการแสดงให้ เหมาะสมได้ (วาง et al., 1999 และวาลเดซมิ Vazquez et al., 2005) ผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพมักจะต้องแห้งเสริมของจำนวนเงินที่เพียงพอของบัฟเฟอร์ pH และแร่ ซึ่งย่อมจะเพิ่มต้นทุนการผลิต (Zhu et al., 2008) ย่อยอาหารร่วมของเสียหลายมีลักษณะเสริมสามารถให้สารอาหารที่สมดุล และต้องความจุบัฟเฟอร์ จึงช่วยลดต้นทุนสำหรับการควบคุมค่า pH หรือโภชนาการผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร อาจมีการใช้ย่อยอาหารร่วมของมูลสัตว์และอาหารอุดมไปด้วยคาร์โบไฮเดรตการผลิตไฮโดรเจนได้แนะนำไว้ก่อนหน้านี้ (Zhu et al., 2009) มีบางรายงานในการย่อยอาหารของมูลสัตว์และอื่น ๆ เสีย/วัตถุดิบสำหรับการผลิตไฮโดรเจนร่วม (Perera และ Nirmalakhandan, 2010, al. et โยะโกะยะมะ 2010 และ Gilroyed et al., 2010) อย่างไรก็ตาม ไม่มีงานใด ๆ รายงานบน biohydrogen ผลิตจากร่วมการย่อยอาหารของวัวปุ๋ยพืชสดและนมเสีย (mastitic นมจากวัวถือว่ายาปฏิชีวนะ)Mastitis นมวัว โรคทั่วไป และค่าใช้จ่ายได้รับการปฏิบัติมัก มีการใช้ยาปฏิชีวนะรักษา เมื่อใช้ยาปฏิชีวนะ ดื้อยาปฏิชีวนะแบคทีเรียเลือก / พัฒนา (Diehl และ Lapara, 2010) จึงเป็นไปได้ ดังนั้น การให้นมจากวัวรักษา ด้วยยาปฏิชีวนะสำหรับ mastitis จะประกอบด้วยพบปริมาณแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะ นมจะไม่ปกติใช้ประมาณหนึ่งสัปดาห์ และมักจะละทิ้งสิ่งแวดล้อม ปฏิบัติดังกล่าวไม่เพียงแต่ส่งเสริมการแพร่กระจายของเชื้อแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะในนม แต่ยัง กระตุ้นให้ยีนทนโอนแนวนอนกับพื้นแบคทีเรียภายในปริมณฑลของฟาร์ม (Alonso et al., 2001) นี้อาจแสดงเป็นภัยคุกคามต่อสาธารณสุข ไม่ใช้ย่อยอาหารอาจใช้เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพเพื่อลดจำนวนแบคทีเรียที่ทนการประมวลสภาพแวดล้อม มีการใช้ในการรักษา biowastes ที่ประกอบด้วยอุบัติ และ ดื้อยาปฏิชีวนะแบคทีเรีย (Kunte et al., 1998 และภโฆษ et al., 2009) อย่างไรก็ตาม การใช้ภายใต้การผลิตไฮโดรเจนเงื่อนไขสำหรับรักษา biowastes มีไม่ได้ด้วยศึกษาในการศึกษาปัจจุบัน ย่อยอาหารร่วมมูลวัวและนมเสียถูกสอบสวนในชุดทดลองเพื่อตรวจสอบผลของมูลวัวต่าง ๆ เสียอัตราส่วนนมและการโหลดอินทรีย์ต่าง ๆ บน (i) มีศักยภาพผลิตไฮโดรเจนและ (ii) การลดแบคทีเรียทน cefazolin ข้อมูลจากการทดลองจะเป็นประโยชน์ต่อการกำหนดยอดสูงสุดของนมเสียจะ digested ร่วมกับมูลวัว และเงื่อนไขอัตราการโหลดที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพ รวมทั้งอาจมีการใช้ผลิตไฮโดรเจนสำหรับรักษา cefazolin ทนแบคทีเรีย2. วิธี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

พร่องของเชื้อเพลิงฟอสซิลและความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบเชิงลบของการใช้งานที่เพิ่มขึ้นของพวกเขาในสภาพแวดล้อมที่มีผลในการเรียกร้องให้เปลี่ยนบางส่วนหรือทั้งหมดของพวกเขาด้วยทดแทนที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษแหล่งพลังงาน ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในทางเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงผลิตไม่มี CO2, ผู้ร้ายหลักในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ. หมักมืดเป็นหนึ่งในวิธีการที่ยั่งยืนของการผลิตไฮโดรเจน ไฮโดรเจนที่ผลิตโดยผลิตภัณฑ์ที่มีกรดอินทรีย์ในระหว่างขั้นตอนของกระบวนการ acidogenic แบบไม่ใช้ออกซิเจนในการย่อยอาหาร การบริโภคมีการผลิตไฮโดรเจนได้อย่างง่ายดายโดยผู้บริโภคไฮโดรเจนมีเทนก๊าซมีเทนในรูปแบบของผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน หมักมืดจึงเกี่ยวข้องกับการกำจัดของไฮโดรเจนมีเทน formers ใช้จากระบบการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนผ่านการปรับสภาพที่เหมาะสมเช่นกรดด่างและความร้อนของอาหารและผลิตไฮโดรเจนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และกรดอินทรีย์จากพื้นผิวอินทรีย์แทนของก๊าซมีเทน (Chen et al, ., 2002 และเพียร์ราและ Nirmalakhandan 2010) พื้นผิวรุ่นเช่นกลูโคสและซูโครสเป็นที่ต้องการทางเลือกสำหรับการหมักมืด แต่พวกเขาไม่ได้ไปได้ทางเศรษฐกิจสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ ของเสียที่อุดมด้วยคาร์โบไฮเดรตได้รับการแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวที่เหมาะสม (Lay et al., 1999 และวาลเดซ-Vazquez et al., 2005) ผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพมักจะต้องเสริมปริมาณที่เพียงพอของบัฟเฟอร์ค่า pH และแร่ธาตุซึ่งย่อมจะเพิ่มต้นทุนการผลิต (Zhu et al., 2008) ร่วมการย่อยอาหารของเสียที่มีลักษณะหลายที่สมบูรณ์สามารถให้สารอาหารที่มีความสมดุลและความสามารถในการกำหนดบัฟเฟอร์ที่จำเป็นซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายสำหรับการควบคุมค่า pH หรือผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร ใช้ศักยภาพของผู้ร่วมการย่อยมูลสัตว์และอาหารที่อุดมด้วยคาร์โบไฮเดรตในการผลิตไฮโดรเจนได้รับการแนะนำก่อนหน้านี้ (Zhu et al., 2009) มีรายงานบางอย่างเกี่ยวกับการย่อยอาหารร่วมของมูลสัตว์และของเสียอื่น ๆ / วัตถุดิบสำหรับการผลิตไฮโดรเจน (เพียร์ราและ Nirmalakhandan 2010 Yokoyama et al., 2010 และ Gilroyed et al., 2010) แต่ไม่เคยมีรายงานการทำงานใด ๆ ในการผลิตไฮโดรเจนจากผู้ร่วมการย่อยอาหารของมูลวัวและนมเสีย (นม mastitic จากวัวที่ได้รับยาปฏิชีวนะ). โรคเต้านมอักเสบ, โรคทั่วไปและค่าใช้จ่ายของวัวนมมักจะได้รับการปฏิบัติที่มีการใช้การรักษาของ ยาปฏิชีวนะ เมื่อใดก็ตามที่มีการใช้ยาปฏิชีวนะแบคทีเรียดื้อยาได้รับการคัดเลือกและ / หรือการพัฒนา (Diehl และ Lapara 2010) มันจะเป็นไปได้; ดังนั้นนมจากวัวที่ได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะสำหรับโรคเต้านมอักเสบจะมีปริมาณมากของเชื้อแบคทีเรียที่ทนต่อยาปฏิชีวนะ นมที่ไม่ได้ใช้ตามปกติประมาณหนึ่งสัปดาห์และมักจะทิ้งต่อสิ่งแวดล้อม การปฏิบัติดังกล่าวไม่เพียงส่งเสริมการแพร่กระจายของเชื้อแบคทีเรียที่ทนต่อยาปฏิชีวนะที่อยู่ในนม แต่ขอแนะนำให้โอนแนวนอนของยีนทนต่อเชื้อแบคทีเรียที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงพื้นเมืองของฟาร์ม (อลอนโซ่ et al., 2001) นี้อาจเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของประชาชน การย่อยอาหาร Anaerobic สามารถนำมาใช้เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพที่จะลดจำนวนแบคทีเรียที่ทนต่อการถูกแนะนำให้รู้จักกับสภาพแวดล้อม มันได้รับการใช้ในการรักษา biowastes ที่มีเชื้อแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคและทนต่อยาปฏิชีวนะ (Kunte et al., 1998 และกอช et al., 2009) อย่างไรก็ตามการใช้งานภายใต้สภาพการผลิตไฮโดรเจนสำหรับการรักษา biowastes ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างดี. ในการศึกษาปัจจุบันร่วมการย่อยอาหารของนมมูลวัวและของเสียถูกตรวจสอบในการทดลองชุดเพื่อศึกษาผลของมูลวัวต่าง ๆ ที่จะเสียอัตราส่วนนมและ โหลดอินทรีย์ที่แตกต่างกัน; (i) ศักยภาพการผลิตไฮโดรเจนและ (ii) การลดลงของแบคทีเรียทนเซฟาโซลิน ข้อมูลจากการทดลองจะเป็นประโยชน์ในการกำหนดจำนวนเงินที่เหมาะสมของนมเสียที่จะร่วมย่อยด้วยมูลวัวและอัตราการโหลดที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับการใช้ศักยภาพของเงื่อนไขการผลิตไฮโดรเจนสำหรับการรักษาของแบคทีเรียทนเซฟาโซลิน2 วิธีการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การพร่องเชื้อเพลิงฟอสซิลและการเจริญเติบโตความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบเชิงลบของการใช้เพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมมีผลในการเรียกของพวกเขาบางส่วนหรือสมบูรณ์แทนที่ด้วยพลังงานทดแทนที่ไม่ก่อมลพิษแหล่งพลังงาน ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในทางเลือกที่เหมาะกับเชื้อเพลิงฟอสซิล การใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงผลิตไม่มี CO2 เป็นผู้ร้ายหลักในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ .

มืดและเป็นหนึ่งในวิธีการที่ยั่งยืนของการผลิตไฮโดรเจน ไฮโดรเจนผลิตเป็นผลพลอยได้กับกรดอินทรีย์ในระหว่างขั้นตอนของกระบวนการการหมักกากสับปะรด . ผลิตไฮโดรเจนพร้อมบริโภคโดยผู้บริโภคในรูปแบบไฮโดรเจนมีเทนก๊าซมีเทน , ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน การหมักแบบมืด ดังนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้ไฮโดรเจนมีเทนฟอร์เมอร์จากระบบการหมักแบบไร้อากาศที่ผ่านการบำบัดที่เหมาะสม เช่น กรด ด่าง และ ความร้อน อาหาร และ ผลิต ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และกรดอินทรีย์จากวัสดุอินทรีย์แทนก๊าซมีเทน ( Chen et al . , 2002 และเปเรร่า และ nirmalakhandan , 2010 )แบบจำลองพื้นผิว เช่น กลูโคส และซูโครส ที่ต้องการทางเลือกสำหรับการหมักแบบมืด ; แต่พวกเขาไม่ได้เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ ของเสียที่อุดมไปด้วยคาร์โบไฮเดรตที่ได้รับแสดงให้เห็นพื้นผิวที่เหมาะสม ( วาง et al . , 1999 และวัลเดซเควซ et al . , 2005 ) การผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพมักจะต้องมีการเสริมในปริมาณที่เพียงพอของบัฟเฟอร์ และ แร่ซึ่งย่อมจะเพิ่มต้นทุนการผลิต ( Zhu et al . , 2008 ) บริษัท ย่อยของเสียที่มีหลายลักษณะซึ่งสามารถให้สมดุลธาตุอาหารที่ต้องการความจุบัฟเฟอร์ การลดต้นทุนเพื่อการควบคุม pH หรือเสริมโภชนาการศักยภาพของ บริษัท ย่อยมูลสัตว์ และคาร์โบไฮเดรตที่อุดมไปด้วยอาหารเพื่อผลิตไฮโดรเจนได้เคยแนะนำ ( Zhu et al . , 2009 ) มีรายงานเกี่ยวกับการย่อยอาหารของสัตว์ มูลสัตว์และของเสีย บริษัท อื่น ๆ / วัตถุดิบสำหรับการผลิตไฮโดรเจน ( เปเรร่า และ nirmalakhandan 2010 โยโกยาม่า et al . , 2010 และ gilroyed et al . , 2010 ) อย่างไรก็ตามไม่มีรายงานการผลิตก๊าซไฮโดรเจนชีวภาพจากการย่อยอาหารทำงานของมูลโคนมและเศษ CO ( mastitic ยาปฏิชีวนะรักษานมจากวัว )

และก่อโรคเต้านมอักเสบ , ทั่วไปของโคนม มักจะรักษาได้ด้วยการใช้ยาปฏิชีวนะ เมื่อใดก็ตามที่แบคทีเรียต้านทานยาปฏิชีวนะยาปฏิชีวนะที่ใช้ , เลือก และ / หรือพัฒนา ( ดิล และ lapara , 2010 ) มันเป็นไปได้ ;ดังนั้น นมจากวัวที่ได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะสำหรับโรคเต้านมอักเสบจะมีปริมาณที่สําคัญของแบคทีเรียต้านทานยาปฏิชีวนะ นมจะไม่ใช้ปกติประมาณ 1 สัปดาห์ และมักทิ้งเพื่อสิ่งแวดล้อม การปฏิบัติดังกล่าวไม่เพียง แต่ส่งเสริมการแพร่กระจายของแบคทีเรียต้านทานยาปฏิชีวนะในนมแต่ยังสนับสนุนการถ่ายโอนยีนแนวป้องกันชนพื้นเมืองแบคทีเรียภายในบริเวณฟาร์ม ( อลอนโซ่ et al . , 2001 ) นี้อาจแสดงการคุกคามสาธารณสุข การหมักสามารถใช้เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพในการลดจำนวนแบคทีเรียทนถูกแนะนำให้รู้จักกับสิ่งแวดล้อมมันถูกใช้ในการรักษา biowastes ที่มีเชื้อโรคและแบคทีเรียต้านทานยาปฏิชีวนะ ( kunte et al . , 1998 และ ghosh et al . , 2009 ) อย่างไรก็ตาม การใช้ไฮโดรเจนที่ผลิตภายใต้เงื่อนไขสำหรับการรักษา biowastes ยังไม่ได้ศึกษาดี

ในการศึกษาปัจจุบันบริษัทย่อยของมูลวัวนม และของเสียถูกสอบสวนในชุดการทดลองเพื่อศึกษาผลของปุ๋ยคอกวัวนม อัตราส่วนต่างๆเสีย และสารอินทรีย์ต่าง ๆ ; ( ผม ) การผลิตไฮโดรเจนที่มีศักยภาพ และ ( 2 ) การลดของแบคทีเรียต้านทานเซฟาโซลิน .ข้อมูลจากการทดลองจะเป็นประโยชน์เพื่อหาปริมาณที่เหมาะสมของนมเสียต้อง Co ย่อยด้วยมูลวัวและอัตราภาระบรรทุกที่เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพการผลิตก๊าซไฮโดรเจน ตลอดจนศักยภาพของไฮโดรเจน ผลิตเงื่อนไขสำหรับการรักษาเชื้อแบคทีเรียดื้อยาเซฟาโซลิน

2 วิธีการ