The molasses was supplied by a soybean processing company (IMCOPA) located in the Southern Region of
Brazil, in the concentrated form (600 g L-1 of soluble solids),
and was stored at room temperature, during no more than 3
months. This material is rich in fermentable sugars (fructose,
glucose and mainly sucrose, as far as stachyose and raffinose)
as shown in Table 1. Besides, it has considerable amounts of
proteins, fibers, ash and inorganic salts.
Soybean molasses is produced during soy protein
concentrate production, as shown in Fig. 1:
The objective of this work was to evaluate the best levels of
some important variables for fermentation (concentration of
soybean molasses, pH and time of aerobial phase). Another
goal is to show the profile of consumption of sugars during the
fermentation as well as the profiles of ethanol production in
a bench scale batch reactor. Finally, to make a comparison
between the performance of Zymomonas mobilis and
Saccharomyces cerevisiae in respect of ethanol production,
productivity and yields.
2. Material and methods
2.1. Strains
The microorganism used at this study was Zymomonas
mobilis NRRL 806. The cells were inoculated in ZM medium:
sucrose (20 g L-1), yeast extract, (10 g L-1) and peptone, (10 g L-1);
the growth was performed at shaker (12.6 rad s-1) for 21 h at
30 C, and stored for no more than 3 weeks in refrigerator
(4 C).
The yeast used at the reactor tests was a strain of
Saccharomyces cerevisiae from Biotechnological Processes
Laboratory e UFPR, named S. cerevisiae LPB1.
2.2. Adaptation of the strain
Progressive adaptation of Zymomonas mobilis in soybean
molasses was done through successive transferences from
the seed culture (10% inoculation rate). Initially, it was used
soybean molasses at 50 g L-1 of soluble solids (first transference), and thereafter (second and third transferences)
soybean molasses at 100 g L-1 of soluble solids. The stock
culture was stored for no longer than 3 weeks at 4 C. These
cultures were grown at the same conditions described
previously.
2.3. Inoculum
The inoculum was prepared from the stock culture, using the
same culture medium. The growth was carried out at 30 C for
21 h in shaker (12.6 rad s-1).
2.4. Preparation of the culture media
The concentrated soybean molasses received from local
industries with 550e650 g L-1 of soluble solids was diluted
with distilled water to produce the culture media with the
desired sugar concentration, without any supplementation of
other nitrogen or carbon sources, or salts. The total soluble
solids concentration was determined with the aid of
a saccharimeter. The pH was adjusted to the desired value
with 1000 mol.m-3 HCl or 3000 mol.m-3 NaOH, depending
on the case. The material was sterilized at 121 C during
15 min.
2.5. Experimental design
Three variables were evaluated in this plan, each of them in
two different levels: concentration of soybean molasses (the
sole carbon and nitrogen source), pH of the media and time of
previous aerobial phase. Some central points were also
considered, as described in Table 2. The chosen levels were
based in preliminary studies (not shown). An analysis of
variance (ANOVA) with a randomized complete block design
was performed.
Table 1 e Composition of soybean molasses. Average of
three different samples e adapted from [12].
Component % mass fraction of
dry material
Total Carbohydrates 57.3
Glucose 0.243
Fructose 0.127
Galactose 0.254
Sucrose 21.3
Lactose e
Other disaccharides 7.10
Raffinose 9.68
Stachyose 18.6
Proteins 9.44
Lipids 21.2
Fibers 5.7
Ash 6.36
DE-OILED BRAN
1 ton (dry basis)
BOLTER
EXTRACTOR PRESS
ETHANOL
TANK
MISCELLA
TANK
EVAPORATOR FILTER
DESOLVENTIZERTOASTER
DRYER
COOLER
CONCENTRATOR
PROTEIN CONCENTRATE
800 kg (dry basis)
MOLASSES
200 kg (dry basis)
DEALCOHOLIZING
COLUMN
Fig. 1 e Soybean classical processing and molasses
generation e adapted from [12
กากน้ำตาลถูกกำหนด โดยถั่วเหลืองที่บริษัท (IMCOPA) ตั้งอยู่ในภาคของการประมวลผลบราซิล ในแบบเข้มข้น (600 g L-1 ของของแข็งที่ละลายน้ำได้),และถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง ในช่วงไม่เกิน 3เดือน วัสดุนี้จะอุดมไปด้วยน้ำตาล fermentable (ฟรักโทสกลูโคสและส่วนใหญ่เป็นซูโครส เท่า stachyose และ raffinose)ดังแสดงในตารางที่ 1 สำรอง มีเงินมากโปรตีน เส้นใย เถ้า และเกลืออนินทรีย์เป็นผลิตกากน้ำตาลถั่วเหลืองโปรตีนถั่วเหลืองเข้มข้นผลิต ดังที่แสดงใน Fig. 1:วัตถุประสงค์ของงานนี้คือการ ประเมินในระดับดีที่สุดของบางตัวแปรสำคัญสำหรับหมัก (ความเข้มข้นของกากน้ำตาลกากถั่วเหลือง pH และเวลาของระยะ aerobial) อีกเป้าหมายคือการ แสดงค่าของปริมาณการใช้น้ำตาลในระหว่างหมักเช่นเดียวกับโพรไฟล์การผลิตเอทานอลมีม้านั่งขนาดชุดเครื่องปฏิกรณ์ สุดท้าย ทำการเปรียบเทียบระหว่างประสิทธิภาพของ Zymomonas mobilis และSaccharomyces cerevisiae ผิดที่ผลิตเอทานอลผลผลิตและผลผลิต2. วัสดุและวิธีการ2.1 สายพันธุ์จุลินทรีย์ที่ใช้ในการศึกษานี้คือ Zymomonasmobilis NRRL 806 เซลล์ถูก inoculated ใน ZM:ซูโครส (20 g L-1), ยีสต์สกัด, (10 g L 1) และ peptone, (10 g L-1);ทำการเจริญเติบโตที่เชคเกอร์ (12.6 rad s-1) สำหรับ h 21 ที่30 C และเก็บในตู้เย็นไม่เกิน 3 สัปดาห์(4 C)ยีสต์ที่ใช้ในการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ถูกต้องใช้ของSaccharomyces cerevisiae จากกระบวน Biotechnologicalห้องปฏิบัติการอี UFPR ชื่อ S. cerevisiae LPB12.2 การปรับตัวของสายพันธุ์ปรับตัวก้าวหน้าของ Zymomonas mobilis ในถั่วเหลืองทำผ่าน transferences ต่อเนื่องจากกากน้ำตาลวัฒนธรรมเมล็ด (10% inoculation อัตรา) เริ่มแรก ถูกใช้กากน้ำตาลกากถั่วเหลืองที่ 50 g L-1 ของของแข็งที่ละลายน้ำได้ (โอนครั้งแรก), และหลังจากนั้น (transferences สอง และสาม)กากน้ำตาลกากถั่วเหลืองที่ 100 g L-1 ของของแข็งที่ละลายน้ำได้ หุ้นวัฒนธรรมถูกเก็บไว้ไม่เกิน 3 สัปดาห์ที่ 4 C. เหล่านี้วัฒนธรรมได้เติบโตขึ้นในเงื่อนไขเดียวกันกับที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้2.3. inoculumมีเตรียม inoculum ในจากหุ้นวัฒนธรรม การใช้สื่อวัฒนธรรมเดียวกัน การเจริญเติบโตได้รับการดำเนินที่ 30 C สำหรับh 21 ในเชคเกอร์ (12.6 rad s-1)2.4 การเตรียมสื่อวัฒนธรรมกากน้ำตาลถั่วเหลืองเข้มข้นที่ได้รับจากท้องถิ่นอุตสาหกรรมกับ 550e650 g L-1 ของของแข็งที่ละลายน้ำถูกทำให้เจือจางมีกลั่นน้ำผลิตสื่อวัฒนธรรมความเข้มข้นน้ำตาลต้อง โดยไม่แห้งเสริมใด ๆ ของไนโตรเจน หรือแหล่งคาร์บอน หรืออื่น ๆ เกลือ ทั้งหมดที่ละลายน้ำได้ความเข้มข้นของของแข็งถูกกำหนด ด้วยความช่วยเหลือของsaccharimeter มีการปรับปรุง pH เป็นค่าที่ระบุ1000 mol.m-3 HCl หรือ NaOH 3000 mol.m-3 ขึ้นอยู่กับในกรณี วัสดุถูก sterilized ที่ 121 C ระหว่าง15 นาที2.5 การทดลองออกแบบมีประเมินตัวแปร 3 แผนนี้ แต่ละของพวกเขาในสองระดับ: ความเข้มข้นของกาก(น้ำตาลถั่วเหลืองแต่เพียงผู้เดียวคาร์บอนและไนโตรเจนแหล่ง), pH สื่อและเวลาระยะ aerobial ก่อนหน้า แนะบางจุดศูนย์กลางพิจารณา ตามที่อธิบายไว้ในตารางที่ 2 ระดับท่านได้ใช้ในการศึกษาเบื้องต้น (ไม่แสดง) การวิเคราะห์ของผลต่าง (การวิเคราะห์ความแปรปรวน) ด้วยการออกแบบบล็อก randomized สมบูรณ์ที่ดำเนินการอีตารางที่ 1 องค์ประกอบของกากถั่วเหลืองน้ำตาล ค่าเฉลี่ยของอีสามตัวอย่างที่แตกต่างกันที่ดัดแปลงจาก [12]ส่วนประกอบ%โดยรวมเศษวัสดุแห้งรวมคาร์โบไฮเดรต 57.3น้ำตาลกลูโคส 0.243ฟรักโทส 0.127กาแล็กโทส 0.254ซูโครส 21.3อีแล็กโทสอื่น ๆ disaccharides 7.10Raffinose 9.68Stachyose 18.6โปรตีน 9.44โครงการ 21.2เส้นใย 5.7เถ้า 6.36รำ OILED ยกเลิก1 ตัน (พื้นฐานแห้ง)BOLTERกดดึงจากซีดีเอทานอลถังMISCELLAถังตัวกรอง EVAPORATORDESOLVENTIZERTOASTERเครื่องเป่าแช่เย็นอาทิตย์หัวโปรตีนเข้มข้น800 กิโลกรัม (พื้นฐานแห้ง)กากน้ำตาล200 กิโลกรัม (พื้นฐานแห้ง)DEALCOHOLIZINGคอลัมน์ประมวลผลคลาสสิกของ fig. 1 e ถั่วเหลืองและกากน้ำตาลอีรุ่นที่ดัดแปลงจาก [12
การแปล กรุณารอสักครู่..
