- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
1. IntroductionWith the inevitable
1. Introduction
With the inevitable depletion of the world’s energy supply, there has been an increasing worldwide interest in alternative en- ergy sources (Lin and Tanaka, 2006). In recent years, increasing re- search and development efforts have been directed towards the commercial production of ethanol as the most promising biofuel from renewable resources. In many European countries the use of bio-ethanol as an alternative fuel or gasoline supplement in amounts up to 15% is highly recommended (Mojovic et al., 2006). If Federal Government regulations are adopted based on the Kyoto agreement, the mandatory blending of bio-ethanol with traditional gasoline in amounts up to 10% will result in a demand for large quantities of bio-ethanol. Many countries have imple- mented, or are in the process of implementing, programs provid- ing for the addition of ethanol to gasoline. Fuel ethanol production has increased remarkably due to the global demand to reduce oil importation, thereby contributing towards boosting rural econo- mies and improving air quality. The world ethyl alcohol produc- tion has reached approximately 51,000 million liters, whereas the USA and Brazil are the main producers. On average, 73% of the ethanol produced globally corresponds to fuel ethanol, 17% to beverage ethanol and 10% to industrial ethanol (Sanchez and Cardona, 2008). The EU directive (2003/30/EC) for bio-ethanol requires member states to establish legislation pertaining to the utilization of fuel from renewable resources. In 2005, this utilization should cover 2% of the total fuel consumption. This quota is expected to increase to 5.75% in 2010 and beyond (Berna, 1998). In the EU the annual bio-ethanol production was 2155 million liters in 2008 (USDA, 2008). Among the bioenergy crops used for fuel ethanol production, sugarcane is the main feedstock utilized in tropical countries such as Brazil and India. In North America and Europe, fuel ethanol is mainly obtained from starchy materials, especially corn. Countries with a significant agricultural-based economy may apply the cur- rent technologies for fuel ethanol fermentation. It is estimated that feedstock accounts for about 20–55% of total production costs (Lin and Tanaka, 2006; Del Campo et al., 2006), based on the total estimated cost of USD 0.40/l of ethanol produced. Furthermore, intensive research on the utilization of lignocellulosic biomass as feedstock has been conducted over recent years. Any further increase in ethanol production will necessarily involve the use of feedstock rather than corn grain due to limited supplies. Feed- stocks are typically grouped under the heading ‘‘biomass” and include agricultural residues, wood, municipal solid waste and dedicated energy crops (Kim and Dale, 2004; Stichnothe and Azapagic, 2009). Biomass is seen as an interesting energy source
0956-053X/$ - see front matter 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.wasman.2010.04.017
* Corresponding author. Tel.: +30 2721045281; fax: +30 2721045234. E-mail addresses: dimarap@yahoo.com (D. Arapoglou), theovarzakas@yahoo.gr (Th. Varzakas), avlys@tee.gr (A. Vlyssides). 1 Tel.: +30 2102845940; fax: +30 2102852521.
Waste Management 30 (2010) 1898–1902
Contents lists available at ScienceDirect
Waste Management
journal homepage: www.elsevier.com/locate/wasman
for several reasons, the main reason being the contribution provided by bioenergy to sustainable development (Sanchez and Cardona, 2008). Resources are often available locally, and conver- sion into secondary energy carriers is feasible without high capital investments (Lin and Tanaka, 2006). The problem of the management of potato peel waste (PPW) causes considerable concern to the potato industries in Europe, thus implying the need to identify an integrated, environmen- tally-friendly solution. Potato peel is a zero value waste from pota- to processing plants. While consumption of potatoes has decreased, processed prod- ucts such as French fries, chips, and puree have experienced grow- ing popularity (ZMP, 2000). Losses caused by potato peeling range from 15% to 40% their amount depending on the procedure applied, i.e. steam, abrasion or lye peeling (Scieber et al., 2001). Plants peel the potatoes as part of the production of crisps, instant potatoes and similar products. The produced waste is 90 kg per Mg of influ- ent potatoes and is apportioned to 50 kg of potato skins, 30 kg starch and 10 kg inert material. The downstream processing in the potato crisp industry is illustrated in the following general flowchart of Fig. 1 (Vlyssides et al., 2007). The PPW contains sufficient quantities of starch, cellulose, hemicellulose, lignin and fermentable sugars to warrant use as an ethanol feedstock. Starch is a high yield feedstock for ethanol production, but its hydrolysis is required to produce ethanol by fermentation. Starch was traditionally hydrolyzed by acids, but the specificity of the enzymes, their inherent mild reaction condi- tions and the absence of secondary reactions have led to the wide- spread use of amylases as catalysts in this process. Starch processing is a technology utilizing enzymatic liquefaction and saccharification, which produces a relatively clean glucose stream that is fermented to ethanol by Saccharomyces yeasts (Gray et al.,
2006). Enzymes afford numerous advantages compared to acidic hydrolysis because they work under mild conditions, are biode- gradable, improve yields, reduce energy, water consumption and the amount of by-products (Israilides et al., 2008). The strategy for the use of enzymes in the production of bio-ethanol from starch includes two stages: liquefaction and saccharification. In liquefac- tion a-amylase, obtained either from thermoresistant bacteria such as Bacillus licheniformis or from engineered strains of Esche- richia coli or Bacillus subtilis are used to decrease viscosity in the slurry or produce dextrins. In saccharification the enzymes use dextrins to make glucose (Sanchez and Cardona, 2008). In this paper we present a new PPW hydrolysis with a specific combination of enzymes and/or hydrochloric acid, subsequently fermented by Saccharomyces cerevisae var. bayanus to determine fermentability and ethanol production. The novelty of the approach lies in the application of the specific enzyme mix, which includes a cellulolytic enzyme, aiming at the highest possible fermentable sugar release for the production of ethanol.
2. Materials and methods
Samples of PPW were supplied to the Biotechnology Laboratory of the National Agricultural Research Foundation (N.AG.RE.F.) in Greece and were dried. Moisture was determined by oven drying at 105 C to a constant weight. Total sugars and total carbohy- drates were estimated by the colorimetric method of Dubois et al. (1956). Protein was estimated by the Kjeldahl method by multiplying residual nitrogen (N) by 6.25. Fat was determined by the Soxhlet method (AOAC, 1995). Heavy metal analysis was per- formed by atomic absorption according to the standard methods for examination of water and wastewater, (APHA, 1989). Starch
Fig. 1. Diagram of the potato crisps manufacturing and production of liquid wastes.
D. Arapoglou et al./Waste Management 30 (2010) 1898–1902 1899
was quantified with the Kit. Cat. No. 10207748035, Böehringer Mannheim/R-Biopharm. Ethanol was measured with the Böehrin- ger Mannheim/R-Biopharm, Kit. Cat. No. 10 176 290 035. The degree of polysaccharide degradation was estimated by quantify- ing the amount of reducing sugars formed during enzymatic or acidic hydrolysis. Reducing sugars were determined as glucose by using dinitrosalicylic acid (DNS) reagent at optical density 575 nm, by the method described by Miller (1959).
2.1. Microorganism
S. cerevisae var. bayanus from the Wine Institute (N.AG.RE.F.) collection was used for the fermentation of hydrolyzed potato peel waste (PPW), and was maintained on a malt agar slant. The agar slant consisted of malt extract (3 g L 1), yeast extract (3 g L 1), peptone (5 g L 1), agar (20 g L 1) and distilled water (up to 1 L). For the inoculum, the culture was grown aerobically in 250 ml flasks in a shaking water bath at 32 C for 48 h. The liquid media consisted of yeast extract (3 g L 1), peptone (3.5 g L 1), KH2PO4 (2 g L 1), MgSO4 7H2O (1 g L 1), (NH2)2SO4 (1 g L 1), glucose (10 g L 1) and distilled water. Six percent of inoculum was used for the fermentation of PPW.
2.2. Acidic hydrolysis
In the present study HCl was used to achieve acidic hydrolysis. Hydrochloric acid is usually used for complete hydrolysis of plant origin carbohydrates to simple reducing sugars, with no adverse ef- fects on the material. To an 250 ml Erlenmeyer flask with fermen- tation trap, 40 g of PPW containing 85% moisture, 6 g dry matter (15%) and 52.09% starch per dry weight, was added together with 0.5% NH4NO3, 0.1% peptone and 120 ml HCl 0.5 M. The mixture was sterilized at 121 C for 15 min. During sterilisation the carbo- hydrates from potato peel were transformed into fermentable sug- ars due to acid hydrolysis. After sterilisation the pH was corrected to 4.15 with NaOH (1 M).
2.3. Enzymatic hydrolysis
2.3.1. Enzymes For the enzymatic hydrolysis of PPW the following enzyme preparations from Novozymes A/S, Denmark, were used:
Viscozyme L (V). Viscozyme is a cell wall degrading enzyme complex from Aspergillus aculeatus. The activity of Viscozyme L was 120 Fungal Beta-Glucanase Units (FBGU)/ml. One FBG is the amount of enzyme required under standard conditions (30 C, pH 5.0, reaction time 30 min) to degrade barley a-glucan to reducing carbohydrates with a reduction power correspond- ing to 1 lmol glucose/min. Ternamyl 120 L (T). Ternamyl 120 L is a heat-stable amylase from B. licheniformis. The enzyme activity was 120 KNU/g (kilo novo units of a-amylase). KNU is the amount of enzyme required to break down 5.26 g of starch per hour according to Novozyme’s standard method for the determination of a
With the inevitable depletion of the world’s energy supply, there has been an increasing worldwide interest in alternative en- ergy sources (Lin and Tanaka, 2006). In recent years, increasing re- search and development efforts have been directed towards the commercial production of ethanol as the most promising biofuel from renewable resources. In many European countries the use of bio-ethanol as an alternative fuel or gasoline supplement in amounts up to 15% is highly recommended (Mojovic et al., 2006). If Federal Government regulations are adopted based on the Kyoto agreement, the mandatory blending of bio-ethanol with traditional gasoline in amounts up to 10% will result in a demand for large quantities of bio-ethanol. Many countries have imple- mented, or are in the process of implementing, programs provid- ing for the addition of ethanol to gasoline. Fuel ethanol production has increased remarkably due to the global demand to reduce oil importation, thereby contributing towards boosting rural econo- mies and improving air quality. The world ethyl alcohol produc- tion has reached approximately 51,000 million liters, whereas the USA and Brazil are the main producers. On average, 73% of the ethanol produced globally corresponds to fuel ethanol, 17% to beverage ethanol and 10% to industrial ethanol (Sanchez and Cardona, 2008). The EU directive (2003/30/EC) for bio-ethanol requires member states to establish legislation pertaining to the utilization of fuel from renewable resources. In 2005, this utilization should cover 2% of the total fuel consumption. This quota is expected to increase to 5.75% in 2010 and beyond (Berna, 1998). In the EU the annual bio-ethanol production was 2155 million liters in 2008 (USDA, 2008). Among the bioenergy crops used for fuel ethanol production, sugarcane is the main feedstock utilized in tropical countries such as Brazil and India. In North America and Europe, fuel ethanol is mainly obtained from starchy materials, especially corn. Countries with a significant agricultural-based economy may apply the cur- rent technologies for fuel ethanol fermentation. It is estimated that feedstock accounts for about 20–55% of total production costs (Lin and Tanaka, 2006; Del Campo et al., 2006), based on the total estimated cost of USD 0.40/l of ethanol produced. Furthermore, intensive research on the utilization of lignocellulosic biomass as feedstock has been conducted over recent years. Any further increase in ethanol production will necessarily involve the use of feedstock rather than corn grain due to limited supplies. Feed- stocks are typically grouped under the heading ‘‘biomass” and include agricultural residues, wood, municipal solid waste and dedicated energy crops (Kim and Dale, 2004; Stichnothe and Azapagic, 2009). Biomass is seen as an interesting energy source
0956-053X/$ - see front matter 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.wasman.2010.04.017
* Corresponding author. Tel.: +30 2721045281; fax: +30 2721045234. E-mail addresses: dimarap@yahoo.com (D. Arapoglou), theovarzakas@yahoo.gr (Th. Varzakas), avlys@tee.gr (A. Vlyssides). 1 Tel.: +30 2102845940; fax: +30 2102852521.
Waste Management 30 (2010) 1898–1902
Contents lists available at ScienceDirect
Waste Management
journal homepage: www.elsevier.com/locate/wasman
for several reasons, the main reason being the contribution provided by bioenergy to sustainable development (Sanchez and Cardona, 2008). Resources are often available locally, and conver- sion into secondary energy carriers is feasible without high capital investments (Lin and Tanaka, 2006). The problem of the management of potato peel waste (PPW) causes considerable concern to the potato industries in Europe, thus implying the need to identify an integrated, environmen- tally-friendly solution. Potato peel is a zero value waste from pota- to processing plants. While consumption of potatoes has decreased, processed prod- ucts such as French fries, chips, and puree have experienced grow- ing popularity (ZMP, 2000). Losses caused by potato peeling range from 15% to 40% their amount depending on the procedure applied, i.e. steam, abrasion or lye peeling (Scieber et al., 2001). Plants peel the potatoes as part of the production of crisps, instant potatoes and similar products. The produced waste is 90 kg per Mg of influ- ent potatoes and is apportioned to 50 kg of potato skins, 30 kg starch and 10 kg inert material. The downstream processing in the potato crisp industry is illustrated in the following general flowchart of Fig. 1 (Vlyssides et al., 2007). The PPW contains sufficient quantities of starch, cellulose, hemicellulose, lignin and fermentable sugars to warrant use as an ethanol feedstock. Starch is a high yield feedstock for ethanol production, but its hydrolysis is required to produce ethanol by fermentation. Starch was traditionally hydrolyzed by acids, but the specificity of the enzymes, their inherent mild reaction condi- tions and the absence of secondary reactions have led to the wide- spread use of amylases as catalysts in this process. Starch processing is a technology utilizing enzymatic liquefaction and saccharification, which produces a relatively clean glucose stream that is fermented to ethanol by Saccharomyces yeasts (Gray et al.,
2006). Enzymes afford numerous advantages compared to acidic hydrolysis because they work under mild conditions, are biode- gradable, improve yields, reduce energy, water consumption and the amount of by-products (Israilides et al., 2008). The strategy for the use of enzymes in the production of bio-ethanol from starch includes two stages: liquefaction and saccharification. In liquefac- tion a-amylase, obtained either from thermoresistant bacteria such as Bacillus licheniformis or from engineered strains of Esche- richia coli or Bacillus subtilis are used to decrease viscosity in the slurry or produce dextrins. In saccharification the enzymes use dextrins to make glucose (Sanchez and Cardona, 2008). In this paper we present a new PPW hydrolysis with a specific combination of enzymes and/or hydrochloric acid, subsequently fermented by Saccharomyces cerevisae var. bayanus to determine fermentability and ethanol production. The novelty of the approach lies in the application of the specific enzyme mix, which includes a cellulolytic enzyme, aiming at the highest possible fermentable sugar release for the production of ethanol.
2. Materials and methods
Samples of PPW were supplied to the Biotechnology Laboratory of the National Agricultural Research Foundation (N.AG.RE.F.) in Greece and were dried. Moisture was determined by oven drying at 105 C to a constant weight. Total sugars and total carbohy- drates were estimated by the colorimetric method of Dubois et al. (1956). Protein was estimated by the Kjeldahl method by multiplying residual nitrogen (N) by 6.25. Fat was determined by the Soxhlet method (AOAC, 1995). Heavy metal analysis was per- formed by atomic absorption according to the standard methods for examination of water and wastewater, (APHA, 1989). Starch
Fig. 1. Diagram of the potato crisps manufacturing and production of liquid wastes.
D. Arapoglou et al./Waste Management 30 (2010) 1898–1902 1899
was quantified with the Kit. Cat. No. 10207748035, Böehringer Mannheim/R-Biopharm. Ethanol was measured with the Böehrin- ger Mannheim/R-Biopharm, Kit. Cat. No. 10 176 290 035. The degree of polysaccharide degradation was estimated by quantify- ing the amount of reducing sugars formed during enzymatic or acidic hydrolysis. Reducing sugars were determined as glucose by using dinitrosalicylic acid (DNS) reagent at optical density 575 nm, by the method described by Miller (1959).
2.1. Microorganism
S. cerevisae var. bayanus from the Wine Institute (N.AG.RE.F.) collection was used for the fermentation of hydrolyzed potato peel waste (PPW), and was maintained on a malt agar slant. The agar slant consisted of malt extract (3 g L 1), yeast extract (3 g L 1), peptone (5 g L 1), agar (20 g L 1) and distilled water (up to 1 L). For the inoculum, the culture was grown aerobically in 250 ml flasks in a shaking water bath at 32 C for 48 h. The liquid media consisted of yeast extract (3 g L 1), peptone (3.5 g L 1), KH2PO4 (2 g L 1), MgSO4 7H2O (1 g L 1), (NH2)2SO4 (1 g L 1), glucose (10 g L 1) and distilled water. Six percent of inoculum was used for the fermentation of PPW.
2.2. Acidic hydrolysis
In the present study HCl was used to achieve acidic hydrolysis. Hydrochloric acid is usually used for complete hydrolysis of plant origin carbohydrates to simple reducing sugars, with no adverse ef- fects on the material. To an 250 ml Erlenmeyer flask with fermen- tation trap, 40 g of PPW containing 85% moisture, 6 g dry matter (15%) and 52.09% starch per dry weight, was added together with 0.5% NH4NO3, 0.1% peptone and 120 ml HCl 0.5 M. The mixture was sterilized at 121 C for 15 min. During sterilisation the carbo- hydrates from potato peel were transformed into fermentable sug- ars due to acid hydrolysis. After sterilisation the pH was corrected to 4.15 with NaOH (1 M).
2.3. Enzymatic hydrolysis
2.3.1. Enzymes For the enzymatic hydrolysis of PPW the following enzyme preparations from Novozymes A/S, Denmark, were used:
Viscozyme L (V). Viscozyme is a cell wall degrading enzyme complex from Aspergillus aculeatus. The activity of Viscozyme L was 120 Fungal Beta-Glucanase Units (FBGU)/ml. One FBG is the amount of enzyme required under standard conditions (30 C, pH 5.0, reaction time 30 min) to degrade barley a-glucan to reducing carbohydrates with a reduction power correspond- ing to 1 lmol glucose/min. Ternamyl 120 L (T). Ternamyl 120 L is a heat-stable amylase from B. licheniformis. The enzyme activity was 120 KNU/g (kilo novo units of a-amylase). KNU is the amount of enzyme required to break down 5.26 g of starch per hour according to Novozyme’s standard method for the determination of a
0/5000
1. บทนำมีการลดลงของที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการจัดหาพลังงานของโลก มีความสนใจทั่วโลกเพิ่มขึ้นในทางน้ำ - ergy แหล่ง (Lin และทานากะ 2006) ในปีที่ผ่านมา ความพยายามค้นหาใหม่และพัฒนาเพิ่มขึ้นได้รับโดยตรงต่อการผลิตเชิงพาณิชย์ของเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพว่าจากทรัพยากรทดแทน ในหลายประเทศในยุโรปใช้ไบโอเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงทดแทนหรือน้ำมันเติมในจำนวนเงินถึง 15% เป็นคำแนะนำ (Mojovic และ al., 2006) ถ้าข้อบังคับของรัฐบาลจะนำมาใช้ตามข้อตกลงของเกียวโต บังคับผสมของไบโอเอทานอลน้ำมันแบบดั้งเดิมในจำนวนถึง 10% จะส่งผลให้ความต้องการจำนวนมากของไบโอเอทานอล หลายประเทศมี imple-mented หรือเป็นกระบวนการใช้ ing provid โปรแกรมสำหรับการเพิ่มเอทานอลกับน้ำมัน เชื้อเพลิงเอทานอลผลิตได้เพิ่มขึ้นอย่างยิ่งเนื่องจากความต้องการทั่วโลกเพื่อลดการนำเข้าน้ำมัน จึงเอื้อต่ออีโคโน-mies ชนบทการส่งเสริม และปรับปรุงคุณภาพอากาศ โลกเอทิลแอลกอฮอล์ผลิตภัณฑ์เซรามิคสเตรชันแล้วประมาณ 51,000 ล้านลิตร ในขณะที่สหรัฐอเมริกาและบราซิลเป็นผู้ผลิตหลัก โดยเฉลี่ย 73% ของเอทานอลที่ผลิตทั่วโลกตรงกับเชื้อเพลิงเอทานอล เครื่องดื่มเอทานอล 17% และ 10% เอทานอลอุตสาหกรรม (ซานและ Cardona, 2008) คำสั่งของ EU (2003/30/EC) สำหรับไบโอเอทานอลต้องการรัฐสมาชิกสร้างกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์เชื้อเพลิงจากทรัพยากรทดแทน ในปี 2005 ใช้ประโยชน์นี้ควรครอบคลุม 2% ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงทั้งหมด โควต้านี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้น 5.75% ในปี 2553 และ เกิน (ได้แก่ 1998) ในสหภาพยุโรป ผลิตไบโอเอทานอลปี 2155 ล้านลิตรในปี 2551 (จาก 2008) ระหว่างพืชพลังงานชีวภาพที่ใช้สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงเอทานอล อ้อยเป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในประเทศเขตร้อนเช่นประเทศบราซิลและอินเดีย ส่วนใหญ่ได้รับเชื้อเพลิงเอทานอลในอเมริกาเหนือและยุโรป จากวัสดุฟูม โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้าวโพด ประเทศที่ มีเศรษฐกิจเกษตรใช้ significant อาจใช้เทคโนโลยีปัจจุบันเช่าสำหรับหมักเชื้อเพลิงเอทานอล คาดว่าวัตถุดิบบัญชีประมาณ 20-55% ของต้นทุนการผลิตรวม (Lin และทานากะ 2006 เดลกัมโปและ al., 2006), ตามต้นทุนที่ประเมินรวมเหรียญ 0.40/l ของเอทานอลที่ผลิต นอกจากนี้ วิจัยเร่งรัดใช้ชีวมวล lignocellulosic เป็นวัตถุดิบมีการดำเนินปีล่าสุด มีการเพิ่มเติมในการผลิตเอทานอลจะจำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับการใช้วัตถุดิบมากกว่าข้าวโพดเมล็ดเนื่องจากซัพพลายจำกัด โดยทั่วไปการจัดกลุ่มภายใต้หัวข้อ "ชีวมวล" ดึงข้อมูลหุ้น และตกค้างทางการเกษตร ไม้ เทศบาลขยะ และพืชพลังงานเฉพาะ (คิมและเดล 2004 Stichnothe ก Azapagic, 2009) ชีวมวลถือเป็นแหล่งพลังงานน่าสนใจ0956-053 x / $ - เรื่องหน้าดู 2010 Elsevier จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด doi:10.1016/j.wasman.2010.04.017* ผู้สอดคล้องกัน โทร.: +30 2721045281 โทรสาร: +30 2721045234 ที่อยู่อีเมล์: dimarap@yahoo.com (D. Arapoglou), theovarzakas@yahoo.gr (ชาญ Varzakas), avlys@tee.gr (A. Vlyssides) 1 โทร.: +30 2102845940 โทรสาร: +30 2102852521เสียการจัดการ 30 (2010) 1898-1902เนื้อหารายการ ScienceDirectการจัดการขยะหน้าแรกของสมุดรายวัน: www.elsevier.com/ ค้น หา/wasmanหลายเหตุผล เหตุผลหลักที่เป็นผลมาจากพลังงานชีวมวลเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน (ซานและ Cardona, 2008) ทรัพยากรมักมีในท้องถิ่น และ conver-นเป็นสายการบินพลังงานรองจะเป็นไปได้โดยไม่ต้องลงทุนเงินทุนสูง (Lin และทานากะ 2006) ปัญหาของการจัดการขยะเปลือกมันฝรั่ง (PPW) ทำให้กังวลมากอุตสาหกรรมมันฝรั่งในยุโรป หน้าที่จึง จำเป็นต้องระบุในโซลูชันครบวงจร environmen รวมมิตร เปลือกมันฝรั่งเป็นศูนย์ค่าสิ้นเปลืองจาก pota - การประมวลผลพืช ในขณะที่ลดปริมาณการใช้ของมันฝรั่ง ผลิต ucts แปรรูป เช่นมันฝรั่งทอด ชิป puree มีประสบการณ์ความนิยมกำลังเติบโต (ZMP, 2000) เกิดขาดทุนจากมันฝรั่งที่ปอกเปลือกช่วงจาก 15% เป็น 40% ของยอดเงินตามขั้นตอนการใช้ เช่นอบไอน้ำ รอยขีดข่วน หรือไอ้ด่างที่ปอกเปลือก (Scieber และ al., 2001) พืชลอกมันจะเป็นส่วนหนึ่งของการผลิตของตัง มันฝรั่งทันที และผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน ขยะผลิตเป็นกิโลกรัม 90 ต่อมิลลิกรัมของมันฝรั่ง influ เอนท์ และแบ่งให้ 50 กก.สกินมันฝรั่ง แป้ง 30 กิโลกรัม และ 10 กิโลกรัมวัสดุ inert การประมวลผลในมันฝรั่งกรอบอุตสาหกรรมปลายน้ำเป็นแส flowchart ทั่วไปต่อไปนี้ 1 Fig. (Vlyssides et al., 2007) PPW ประกอบด้วยปริมาณ sufficient แป้ง เซลลูโลส hemicellulose, lignin และน้ำตาล fermentable เพื่อรับประกันใช้เป็นวัตถุดิบเป็นเอทานอล แป้งผงวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอล แต่ของไฮโตรไลซ์จะต้องผลิตเอทานอล โดยการหมัก แป้งถูก hydrolyzed ประเพณี โดยกรด แต่ specificity ของเอนไซม์ เบาะ ๆ ว่าพวกเขา-tions ปฏิกิริยาไม่รุนแรงโดยธรรมชาติของพวกเขา และของปฏิกิริยารองได้นำไปสู่การใช้ทั้งวง amylases เป็นสิ่งที่ส่งเสริมในกระบวนการนี้ แป้งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้เอนไซม์ในระบบ liquefaction และ saccharification ซึ่งสร้างกระแสกลูโคสค่อนข้างสะอาดที่หมักกับเอทานอล โดย Saccharomyces yeasts (Gray et al.,2006) ประโยชน์มากมายเมื่อเทียบกับซื้อเอนไซม์ไฮโตรไลซ์กรดเนื่องจากทำงานภายใต้เงื่อนไขที่ไม่รุนแรง เป็น biode-gradable เพิ่มผลผลิต ลดพลังงาน ปริมาณการใช้น้ำ และจำนวนสินค้าพลอยได้ (Israilides et al., 2008) กลยุทธ์ในการใช้เอนไซม์ในการผลิตไบโอเอทานอจากแป้งประกอบด้วยขั้นตอนสอง: liquefaction และ saccharification ในสเตรชัน liquefac a-amylase รับจากแบคทีเรีย thermoresistant เช่น licheniformis คัด หรือจากสายพันธุ์ที่ออกแบบของ Esche-richia coli หรือคัด subtilis ใช้ การลดความหนืดในสารละลายผลิต dextrins ใน saccharification เอนไซม์ใช้ dextrins ให้กลูโคส (ซานและ Cardona, 2008) ในเอกสารนี้ เรานำไฮโตรไลซ์ PPW ใหม่ ด้วยชุด specific ของเอนไซม์หรือกรดไฮโดรคลอริก หมัก โดย Saccharomyces cerevisae เพียง bayanus กำหนด fermentability และเอทานอลผลิตในเวลาต่อมา นวัตกรรมของวิธีอยู่ในแอพลิเคชันของ specific เอนไซม์ผสม ซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์ cellulolytic มุ่งที่ปล่อย fermentable น้ำตาลได้สูงสุดสำหรับการผลิตเอทานอล2. วัสดุและวิธีการตัวอย่าง PPW ได้ให้ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีชีวภาพของชาติเกษตรวิจัยพื้นฐาน (N.AGอีกครั้งF.) ในประเทศกรีซ และได้แห้ง ความชื้นที่ถูกกำหนด โดยเตาอบที่ 105 C น้ำหนักคง น้ำตาลรวมและรวม carbohy-drates ถูกประเมิน โดยวิธีเทียบเคียงของ Dubois et al. (1956) โปรตีนถูกประเมิน โดยวิธี Kjeldahl คูณเหลือไนโตรเจน (N) โดย 6.25 ไขมันที่ถูกกำหนด โดยวิธี Soxhlet (AOAC, 1995) การวิเคราะห์โลหะหนักมีต่อ - เกิดขึ้นจากการดูดกลืนโดยอะตอมตามวิธีการมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบน้ำและบำบัดน้ำเสีย, (อาภา 1989) แป้งFig. 1 ไดอะแกรมของการตังมันฝรั่งที่ผลิตและผลิตของเสียของเหลวD. Arapoglou et al./การ จัดการของเสีย 30 (2010) 1898-1902 ย่านquantified กับชุดสินค้าได้ แมว หมายเลข 10207748035, Böehringer มา R-Biopharm เอทานอลถูกวัด ด้วย Böehrin-เกอร์ มา/R-Biopharm ชุด แมว หมายเลข 10 176 290 035 ระดับของการย่อยสลาย polysaccharide ที่ประเมิน โดยกำหนดปริมาณ-ing ยอดลดน้ำตาลที่เกิดขึ้นระหว่างกรด หรือเอนไซม์ในระบบไฮโตรไลซ์ น้ำตาลลดลงถูกกำหนดเป็นน้ำตาลกลูโคส โดยใช้รีเอเจนต์ (DNS) กรด dinitrosalicylic ที่ความหนาแน่นออปติคอล 575 nm โดยวิธีการอธิบายไว้ โดยมิลเลอร์ (1959)2.1. จุลินทรีย์S. cerevisae เพียง bayanus จาก สถาบันไวน์ (N.AGอีกครั้งF.) คอลเลกชันใช้สำหรับหมักขยะเปลือกมันฝรั่ง hydrolyzed (PPW), และถูกรักษาไว้บนเอียง agar เป็นมอลต์ เอียง agar ประกอบด้วยสารสกัดจากข้าวมอลต์ (3 g L 1), สารสกัดจากยีสต์ (3 g L 1), peptone (5 g L 1), agar (20 g L 1) และกลั่นน้ำ (สูงสุด 1 L) สำหรับ inoculum วัฒนธรรมถูกปลูก aerobically flasks 250 มล.ในน้ำน้ำงก ๆ ที่ 32 C สำหรับ 48 h สื่อของเหลวประกอบด้วยยีสต์สกัด (3 g L 1), peptone (3.5 g L 1), KH2PO4 (2 g L 1), MgSO4 7H2O (1 g L 1), (NH2) 2SO4 (1 g L 1) กลูโคส (10 g L 1) และน้ำกลั่น ร้อยละ 6 ของ inoculum ถูกใช้สำหรับหมัก PPW2.2. กรดไฮโตรไลซ์ในการศึกษาปัจจุบัน HCl ที่ใช้ให้ไฮโตรไลซ์เปรี้ยว ปกติใช้กรดไฮโดรคลอริกสำหรับไฮโตรไลซ์สมบูรณ์ของคาร์โบไฮเดรตพืชกำเนิดไปอย่างน้ำตาลลดลง มีไม่ร้ายตระกูล ef fects บนวัสดุ ถึง 250 มล Erlenmeyer flask กับ fermen-tation ดัก g 40 ของที่ประกอบด้วยความชื้น 85% เรื่องแห้ง 6 กรัม (15%) และแป้ง 52.09% ต่อน้ำหนักแห้ง PPW ถูกเพิ่มกับ 0.5% NH4NO3, peptone 0.1% และ 120 มล. HCl 0.5 M ส่วนผสมคือ sterilized ที่ 121 C สำหรับ 15 นาที ระหว่าง sterilisation hydrates carbo จากเปลือกมันฝรั่งถูกเปลี่ยนเป็นอาอาร์ส sug fermentable เนื่องจากกรดไฮโตรไลซ์ หลังจาก sterilisation pH ถูกแก้ไขเป็น 4.15 กับ NaOH (1 M)2.3. ไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบ2.3.1. เอนไซม์สำหรับไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบของ PPW ใช้เตรียมเอนไซม์ต่อจาก a/s Novozymes เดนมาร์ก : L Viscozyme (V) Viscozyme เป็นผนังเซลล์ลดเอนไซม์ที่ซับซ้อนจาก Aspergillus aculeatus กิจกรรมของ Viscozyme L ถูก 120 หน่วยเบต้าคัดเชื้อรา (FBGU) / ml FBG หนึ่งคือ จำนวนของเอนไซม์ที่จำเป็นภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน (30 C ค่า pH 5.0 ปฏิกิริยาเวลา 30 นาที) การเป็น glucan การข้าวบาร์เลย์เพื่อลดคาร์โบไฮเดรต ด้วยการลดพลังงานตรง-ing 1 lmol กลูโคส/นาที Ternamyl 120 L (T) Ternamyl 120 L คือ amylase คอกความร้อนจากการเกิด licheniformis กิจกรรมเอนไซม์ KNU 120 g (กิโล novo หน่วยของ a-amylase) KNU คือ จำนวนของเอนไซม์ที่จำเป็นต้องแบ่ง 5.26 g ของแป้งต่อชั่วโมงตามวิธีมาตรฐานของ Novozyme จะเป็น
การแปล กรุณารอสักครู่..
1. Introduction
With the inevitable depletion of the world’s energy supply, there has been an increasing worldwide interest in alternative en- ergy sources (Lin and Tanaka, 2006). In recent years, increasing re- search and development efforts have been directed towards the commercial production of ethanol as the most promising biofuel from renewable resources. In many European countries the use of bio-ethanol as an alternative fuel or gasoline supplement in amounts up to 15% is highly recommended (Mojovic et al., 2006). If Federal Government regulations are adopted based on the Kyoto agreement, the mandatory blending of bio-ethanol with traditional gasoline in amounts up to 10% will result in a demand for large quantities of bio-ethanol. Many countries have imple- mented, or are in the process of implementing, programs provid- ing for the addition of ethanol to gasoline. Fuel ethanol production has increased remarkably due to the global demand to reduce oil importation, thereby contributing towards boosting rural econo- mies and improving air quality. The world ethyl alcohol produc- tion has reached approximately 51,000 million liters, whereas the USA and Brazil are the main producers. On average, 73% of the ethanol produced globally corresponds to fuel ethanol, 17% to beverage ethanol and 10% to industrial ethanol (Sanchez and Cardona, 2008). The EU directive (2003/30/EC) for bio-ethanol requires member states to establish legislation pertaining to the utilization of fuel from renewable resources. In 2005, this utilization should cover 2% of the total fuel consumption. This quota is expected to increase to 5.75% in 2010 and beyond (Berna, 1998). In the EU the annual bio-ethanol production was 2155 million liters in 2008 (USDA, 2008). Among the bioenergy crops used for fuel ethanol production, sugarcane is the main feedstock utilized in tropical countries such as Brazil and India. In North America and Europe, fuel ethanol is mainly obtained from starchy materials, especially corn. Countries with a significant agricultural-based economy may apply the cur- rent technologies for fuel ethanol fermentation. It is estimated that feedstock accounts for about 20–55% of total production costs (Lin and Tanaka, 2006; Del Campo et al., 2006), based on the total estimated cost of USD 0.40/l of ethanol produced. Furthermore, intensive research on the utilization of lignocellulosic biomass as feedstock has been conducted over recent years. Any further increase in ethanol production will necessarily involve the use of feedstock rather than corn grain due to limited supplies. Feed- stocks are typically grouped under the heading ‘‘biomass” and include agricultural residues, wood, municipal solid waste and dedicated energy crops (Kim and Dale, 2004; Stichnothe and Azapagic, 2009). Biomass is seen as an interesting energy source
0956-053X/$ - see front matter 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.wasman.2010.04.017
* Corresponding author. Tel.: +30 2721045281; fax: +30 2721045234. E-mail addresses: dimarap@yahoo.com (D. Arapoglou), theovarzakas@yahoo.gr (Th. Varzakas), avlys@tee.gr (A. Vlyssides). 1 Tel.: +30 2102845940; fax: +30 2102852521.
Waste Management 30 (2010) 1898–1902
Contents lists available at ScienceDirect
Waste Management
journal homepage: www.elsevier.com/locate/wasman
for several reasons, the main reason being the contribution provided by bioenergy to sustainable development (Sanchez and Cardona, 2008). Resources are often available locally, and conver- sion into secondary energy carriers is feasible without high capital investments (Lin and Tanaka, 2006). The problem of the management of potato peel waste (PPW) causes considerable concern to the potato industries in Europe, thus implying the need to identify an integrated, environmen- tally-friendly solution. Potato peel is a zero value waste from pota- to processing plants. While consumption of potatoes has decreased, processed prod- ucts such as French fries, chips, and puree have experienced grow- ing popularity (ZMP, 2000). Losses caused by potato peeling range from 15% to 40% their amount depending on the procedure applied, i.e. steam, abrasion or lye peeling (Scieber et al., 2001). Plants peel the potatoes as part of the production of crisps, instant potatoes and similar products. The produced waste is 90 kg per Mg of influ- ent potatoes and is apportioned to 50 kg of potato skins, 30 kg starch and 10 kg inert material. The downstream processing in the potato crisp industry is illustrated in the following general flowchart of Fig. 1 (Vlyssides et al., 2007). The PPW contains sufficient quantities of starch, cellulose, hemicellulose, lignin and fermentable sugars to warrant use as an ethanol feedstock. Starch is a high yield feedstock for ethanol production, but its hydrolysis is required to produce ethanol by fermentation. Starch was traditionally hydrolyzed by acids, but the specificity of the enzymes, their inherent mild reaction condi- tions and the absence of secondary reactions have led to the wide- spread use of amylases as catalysts in this process. Starch processing is a technology utilizing enzymatic liquefaction and saccharification, which produces a relatively clean glucose stream that is fermented to ethanol by Saccharomyces yeasts (Gray et al.,
2006). Enzymes afford numerous advantages compared to acidic hydrolysis because they work under mild conditions, are biode- gradable, improve yields, reduce energy, water consumption and the amount of by-products (Israilides et al., 2008). The strategy for the use of enzymes in the production of bio-ethanol from starch includes two stages: liquefaction and saccharification. In liquefac- tion a-amylase, obtained either from thermoresistant bacteria such as Bacillus licheniformis or from engineered strains of Esche- richia coli or Bacillus subtilis are used to decrease viscosity in the slurry or produce dextrins. In saccharification the enzymes use dextrins to make glucose (Sanchez and Cardona, 2008). In this paper we present a new PPW hydrolysis with a specific combination of enzymes and/or hydrochloric acid, subsequently fermented by Saccharomyces cerevisae var. bayanus to determine fermentability and ethanol production. The novelty of the approach lies in the application of the specific enzyme mix, which includes a cellulolytic enzyme, aiming at the highest possible fermentable sugar release for the production of ethanol.
2. Materials and methods
Samples of PPW were supplied to the Biotechnology Laboratory of the National Agricultural Research Foundation (N.AG.RE.F.) in Greece and were dried. Moisture was determined by oven drying at 105 C to a constant weight. Total sugars and total carbohy- drates were estimated by the colorimetric method of Dubois et al. (1956). Protein was estimated by the Kjeldahl method by multiplying residual nitrogen (N) by 6.25. Fat was determined by the Soxhlet method (AOAC, 1995). Heavy metal analysis was per- formed by atomic absorption according to the standard methods for examination of water and wastewater, (APHA, 1989). Starch
Fig. 1. Diagram of the potato crisps manufacturing and production of liquid wastes.
D. Arapoglou et al./Waste Management 30 (2010) 1898–1902 1899
was quantified with the Kit. Cat. No. 10207748035, Böehringer Mannheim/R-Biopharm. Ethanol was measured with the Böehrin- ger Mannheim/R-Biopharm, Kit. Cat. No. 10 176 290 035. The degree of polysaccharide degradation was estimated by quantify- ing the amount of reducing sugars formed during enzymatic or acidic hydrolysis. Reducing sugars were determined as glucose by using dinitrosalicylic acid (DNS) reagent at optical density 575 nm, by the method described by Miller (1959).
2.1. Microorganism
S. cerevisae var. bayanus from the Wine Institute (N.AG.RE.F.) collection was used for the fermentation of hydrolyzed potato peel waste (PPW), and was maintained on a malt agar slant. The agar slant consisted of malt extract (3 g L 1), yeast extract (3 g L 1), peptone (5 g L 1), agar (20 g L 1) and distilled water (up to 1 L). For the inoculum, the culture was grown aerobically in 250 ml flasks in a shaking water bath at 32 C for 48 h. The liquid media consisted of yeast extract (3 g L 1), peptone (3.5 g L 1), KH2PO4 (2 g L 1), MgSO4 7H2O (1 g L 1), (NH2)2SO4 (1 g L 1), glucose (10 g L 1) and distilled water. Six percent of inoculum was used for the fermentation of PPW.
2.2. Acidic hydrolysis
In the present study HCl was used to achieve acidic hydrolysis. Hydrochloric acid is usually used for complete hydrolysis of plant origin carbohydrates to simple reducing sugars, with no adverse ef- fects on the material. To an 250 ml Erlenmeyer flask with fermen- tation trap, 40 g of PPW containing 85% moisture, 6 g dry matter (15%) and 52.09% starch per dry weight, was added together with 0.5% NH4NO3, 0.1% peptone and 120 ml HCl 0.5 M. The mixture was sterilized at 121 C for 15 min. During sterilisation the carbo- hydrates from potato peel were transformed into fermentable sug- ars due to acid hydrolysis. After sterilisation the pH was corrected to 4.15 with NaOH (1 M).
2.3. Enzymatic hydrolysis
2.3.1. Enzymes For the enzymatic hydrolysis of PPW the following enzyme preparations from Novozymes A/S, Denmark, were used:
Viscozyme L (V). Viscozyme is a cell wall degrading enzyme complex from Aspergillus aculeatus. The activity of Viscozyme L was 120 Fungal Beta-Glucanase Units (FBGU)/ml. One FBG is the amount of enzyme required under standard conditions (30 C, pH 5.0, reaction time 30 min) to degrade barley a-glucan to reducing carbohydrates with a reduction power correspond- ing to 1 lmol glucose/min. Ternamyl 120 L (T). Ternamyl 120 L is a heat-stable amylase from B. licheniformis. The enzyme activity was 120 KNU/g (kilo novo units of a-amylase). KNU is the amount of enzyme required to break down 5.26 g of starch per hour according to Novozyme’s standard method for the determination of a
With the inevitable depletion of the world’s energy supply, there has been an increasing worldwide interest in alternative en- ergy sources (Lin and Tanaka, 2006). In recent years, increasing re- search and development efforts have been directed towards the commercial production of ethanol as the most promising biofuel from renewable resources. In many European countries the use of bio-ethanol as an alternative fuel or gasoline supplement in amounts up to 15% is highly recommended (Mojovic et al., 2006). If Federal Government regulations are adopted based on the Kyoto agreement, the mandatory blending of bio-ethanol with traditional gasoline in amounts up to 10% will result in a demand for large quantities of bio-ethanol. Many countries have imple- mented, or are in the process of implementing, programs provid- ing for the addition of ethanol to gasoline. Fuel ethanol production has increased remarkably due to the global demand to reduce oil importation, thereby contributing towards boosting rural econo- mies and improving air quality. The world ethyl alcohol produc- tion has reached approximately 51,000 million liters, whereas the USA and Brazil are the main producers. On average, 73% of the ethanol produced globally corresponds to fuel ethanol, 17% to beverage ethanol and 10% to industrial ethanol (Sanchez and Cardona, 2008). The EU directive (2003/30/EC) for bio-ethanol requires member states to establish legislation pertaining to the utilization of fuel from renewable resources. In 2005, this utilization should cover 2% of the total fuel consumption. This quota is expected to increase to 5.75% in 2010 and beyond (Berna, 1998). In the EU the annual bio-ethanol production was 2155 million liters in 2008 (USDA, 2008). Among the bioenergy crops used for fuel ethanol production, sugarcane is the main feedstock utilized in tropical countries such as Brazil and India. In North America and Europe, fuel ethanol is mainly obtained from starchy materials, especially corn. Countries with a significant agricultural-based economy may apply the cur- rent technologies for fuel ethanol fermentation. It is estimated that feedstock accounts for about 20–55% of total production costs (Lin and Tanaka, 2006; Del Campo et al., 2006), based on the total estimated cost of USD 0.40/l of ethanol produced. Furthermore, intensive research on the utilization of lignocellulosic biomass as feedstock has been conducted over recent years. Any further increase in ethanol production will necessarily involve the use of feedstock rather than corn grain due to limited supplies. Feed- stocks are typically grouped under the heading ‘‘biomass” and include agricultural residues, wood, municipal solid waste and dedicated energy crops (Kim and Dale, 2004; Stichnothe and Azapagic, 2009). Biomass is seen as an interesting energy source
0956-053X/$ - see front matter 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.wasman.2010.04.017
* Corresponding author. Tel.: +30 2721045281; fax: +30 2721045234. E-mail addresses: dimarap@yahoo.com (D. Arapoglou), theovarzakas@yahoo.gr (Th. Varzakas), avlys@tee.gr (A. Vlyssides). 1 Tel.: +30 2102845940; fax: +30 2102852521.
Waste Management 30 (2010) 1898–1902
Contents lists available at ScienceDirect
Waste Management
journal homepage: www.elsevier.com/locate/wasman
for several reasons, the main reason being the contribution provided by bioenergy to sustainable development (Sanchez and Cardona, 2008). Resources are often available locally, and conver- sion into secondary energy carriers is feasible without high capital investments (Lin and Tanaka, 2006). The problem of the management of potato peel waste (PPW) causes considerable concern to the potato industries in Europe, thus implying the need to identify an integrated, environmen- tally-friendly solution. Potato peel is a zero value waste from pota- to processing plants. While consumption of potatoes has decreased, processed prod- ucts such as French fries, chips, and puree have experienced grow- ing popularity (ZMP, 2000). Losses caused by potato peeling range from 15% to 40% their amount depending on the procedure applied, i.e. steam, abrasion or lye peeling (Scieber et al., 2001). Plants peel the potatoes as part of the production of crisps, instant potatoes and similar products. The produced waste is 90 kg per Mg of influ- ent potatoes and is apportioned to 50 kg of potato skins, 30 kg starch and 10 kg inert material. The downstream processing in the potato crisp industry is illustrated in the following general flowchart of Fig. 1 (Vlyssides et al., 2007). The PPW contains sufficient quantities of starch, cellulose, hemicellulose, lignin and fermentable sugars to warrant use as an ethanol feedstock. Starch is a high yield feedstock for ethanol production, but its hydrolysis is required to produce ethanol by fermentation. Starch was traditionally hydrolyzed by acids, but the specificity of the enzymes, their inherent mild reaction condi- tions and the absence of secondary reactions have led to the wide- spread use of amylases as catalysts in this process. Starch processing is a technology utilizing enzymatic liquefaction and saccharification, which produces a relatively clean glucose stream that is fermented to ethanol by Saccharomyces yeasts (Gray et al.,
2006). Enzymes afford numerous advantages compared to acidic hydrolysis because they work under mild conditions, are biode- gradable, improve yields, reduce energy, water consumption and the amount of by-products (Israilides et al., 2008). The strategy for the use of enzymes in the production of bio-ethanol from starch includes two stages: liquefaction and saccharification. In liquefac- tion a-amylase, obtained either from thermoresistant bacteria such as Bacillus licheniformis or from engineered strains of Esche- richia coli or Bacillus subtilis are used to decrease viscosity in the slurry or produce dextrins. In saccharification the enzymes use dextrins to make glucose (Sanchez and Cardona, 2008). In this paper we present a new PPW hydrolysis with a specific combination of enzymes and/or hydrochloric acid, subsequently fermented by Saccharomyces cerevisae var. bayanus to determine fermentability and ethanol production. The novelty of the approach lies in the application of the specific enzyme mix, which includes a cellulolytic enzyme, aiming at the highest possible fermentable sugar release for the production of ethanol.
2. Materials and methods
Samples of PPW were supplied to the Biotechnology Laboratory of the National Agricultural Research Foundation (N.AG.RE.F.) in Greece and were dried. Moisture was determined by oven drying at 105 C to a constant weight. Total sugars and total carbohy- drates were estimated by the colorimetric method of Dubois et al. (1956). Protein was estimated by the Kjeldahl method by multiplying residual nitrogen (N) by 6.25. Fat was determined by the Soxhlet method (AOAC, 1995). Heavy metal analysis was per- formed by atomic absorption according to the standard methods for examination of water and wastewater, (APHA, 1989). Starch
Fig. 1. Diagram of the potato crisps manufacturing and production of liquid wastes.
D. Arapoglou et al./Waste Management 30 (2010) 1898–1902 1899
was quantified with the Kit. Cat. No. 10207748035, Böehringer Mannheim/R-Biopharm. Ethanol was measured with the Böehrin- ger Mannheim/R-Biopharm, Kit. Cat. No. 10 176 290 035. The degree of polysaccharide degradation was estimated by quantify- ing the amount of reducing sugars formed during enzymatic or acidic hydrolysis. Reducing sugars were determined as glucose by using dinitrosalicylic acid (DNS) reagent at optical density 575 nm, by the method described by Miller (1959).
2.1. Microorganism
S. cerevisae var. bayanus from the Wine Institute (N.AG.RE.F.) collection was used for the fermentation of hydrolyzed potato peel waste (PPW), and was maintained on a malt agar slant. The agar slant consisted of malt extract (3 g L 1), yeast extract (3 g L 1), peptone (5 g L 1), agar (20 g L 1) and distilled water (up to 1 L). For the inoculum, the culture was grown aerobically in 250 ml flasks in a shaking water bath at 32 C for 48 h. The liquid media consisted of yeast extract (3 g L 1), peptone (3.5 g L 1), KH2PO4 (2 g L 1), MgSO4 7H2O (1 g L 1), (NH2)2SO4 (1 g L 1), glucose (10 g L 1) and distilled water. Six percent of inoculum was used for the fermentation of PPW.
2.2. Acidic hydrolysis
In the present study HCl was used to achieve acidic hydrolysis. Hydrochloric acid is usually used for complete hydrolysis of plant origin carbohydrates to simple reducing sugars, with no adverse ef- fects on the material. To an 250 ml Erlenmeyer flask with fermen- tation trap, 40 g of PPW containing 85% moisture, 6 g dry matter (15%) and 52.09% starch per dry weight, was added together with 0.5% NH4NO3, 0.1% peptone and 120 ml HCl 0.5 M. The mixture was sterilized at 121 C for 15 min. During sterilisation the carbo- hydrates from potato peel were transformed into fermentable sug- ars due to acid hydrolysis. After sterilisation the pH was corrected to 4.15 with NaOH (1 M).
2.3. Enzymatic hydrolysis
2.3.1. Enzymes For the enzymatic hydrolysis of PPW the following enzyme preparations from Novozymes A/S, Denmark, were used:
Viscozyme L (V). Viscozyme is a cell wall degrading enzyme complex from Aspergillus aculeatus. The activity of Viscozyme L was 120 Fungal Beta-Glucanase Units (FBGU)/ml. One FBG is the amount of enzyme required under standard conditions (30 C, pH 5.0, reaction time 30 min) to degrade barley a-glucan to reducing carbohydrates with a reduction power correspond- ing to 1 lmol glucose/min. Ternamyl 120 L (T). Ternamyl 120 L is a heat-stable amylase from B. licheniformis. The enzyme activity was 120 KNU/g (kilo novo units of a-amylase). KNU is the amount of enzyme required to break down 5.26 g of starch per hour according to Novozyme’s standard method for the determination of a
การแปล กรุณารอสักครู่..
1 . บทนำ
กับการพร่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการจัดหาพลังงานของโลก มีการเพิ่มความสนใจในทางเลือกแหล่งทั่วโลก EN - ไฟ ( หลิน และ ทานากะ , 2006 ) ในปีล่าสุดการ Re - ค้นหาและความพยายามพัฒนาได้โดยตรงต่อการผลิตเชิงพาณิชย์ของเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงที่มีแนวโน้มมากที่สุดจากทรัพยากรทดแทนในยุโรปหลายประเทศใช้ ไบโอ เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกหรือเสริมน้ำมันในปริมาณถึง 15% แนะนำ ( mojovic et al . , 2006 ) ถ้ากฎระเบียบของรัฐบาลที่เป็นที่ยอมรับตามข้อตกลงเกียวโต , ผสมของไบโอเอทานอลกับเบนซินบังคับแบบดั้งเดิมในยอดเงินถึง 10 % จะส่งผลให้ความต้องการในปริมาณมากของ ไบโอ เอทานอลหลายประเทศมี imple - mented หรืออยู่ในกระบวนการของการใช้โปรแกรมไอเอ็นจีสำหรับเติมเอทานอลน้ำมันเบนซิน provid - การผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลเพิ่มขึ้นมากเนื่องจากความต้องการน้ำมันทั่วโลกเพื่อลดการนำเข้า ซึ่งจะช่วยเอื้อต่อการส่งเสริมในชนบทมีส และปรับปรุงคุณภาพอากาศ โลกเอทิลแอลกอฮอล์ produc tion - ได้ถึงประมาณ 51 ,000 ล้านลิตร ในขณะที่สหรัฐอเมริกาและบราซิลเป็นผู้ผลิตหลัก เฉลี่ย ร้อยละ 73 ของเอทานอลที่ผลิตทั่วโลก สอดคล้องกับเชื้อเพลิงเอทานอล , 17 % เอทานอลและเครื่องดื่ม 10% เอทานอลอุตสาหกรรม ( Sanchez และ Cardona , 2008 ) EU Directive 2003 / 30 / EC ) สำหรับไบโอเอทานอลต้องมีรัฐสมาชิกเพื่อสร้างกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการใช้เชื้อเพลิงจากทรัพยากรทดแทน ใน ปี 2005การใช้ประโยชน์นี้จะครอบคลุม 2 % ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงทั้งหมด โควตานี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 5.75 % ในปี 2010 และเกิน ( เบร์น่า , 1998 ) ในสหภาพยุโรปปี ไบโอ เอทานอลที่ผลิต 2155 ล้านลิตรในปี 2008 ( USDA , 2008 ) ระหว่างพืชพลังงานที่ใช้สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงเอทานอล อ้อย เป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในประเทศเขตร้อน เช่น บราซิล และอินเดียในอเมริกาเหนือและยุโรป เชื้อเพลิงเอทานอลส่วนใหญ่ที่ได้จากวัตถุดิบ แป้ง โดยเฉพาะข้าวโพด ประเทศที่มี signi จึงไม่สามารถเศรษฐกิจการเกษตรโดยอาจใช้ cur ให้เช่า - เทคโนโลยีการหมักเอทานอลเชื้อเพลิง มันคือประมาณว่า บัญชีวัตถุดิบประมาณ 20 – 55% ของต้นทุนการผลิตรวม ( หลิน และ ทานากะ , 2006 ; del Campo et al . , 2006 )ขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายของ USD 0.40/l เอทานอลที่ผลิต นอกจากนี้ เข้มข้น วิจัยการใช้ชีวมวล lignocellulosic เป็นวัตถุดิบมีวัตถุประสงค์มากกว่าที่ผ่านมา เพิ่มเพิ่มเติมใด ๆ ในการผลิตเอทานอลจะต้องเกี่ยวข้องกับการใช้วัตถุดิบ มากกว่า เมล็ดข้าวโพด เนื่องจากซัพพลายจำกัดอาหาร - หุ้นมักจะจัดกลุ่มภายใต้หัวข้อ ' 'biomass " และรวมถึงเศษไม้เกษตร ขยะมูลฝอย และโดยเฉพาะพืชพลังงาน ( คิม เดล , 2004 ; stichnothe และ azapagic , 2009 ) ชีวมวลจะเห็นเป็นแหล่งพลังงานที่น่าสนใจ
0956-053x / $ - เห็นหน้าเรื่อง 2010 เอลส์จำกัด สิทธิสงวน ดอย : 10.1016 / j.wasman ผู้เขียนที่ 2010.04.017
* โทร .30 2721045281 ; โทรสาร : 30 2721045234 . ที่อยู่ : dimarap@yahoo.com ( D . arapoglou ) theovarzakas@yahoo.gr ( TH varzakas ) avlys@tee.gr ( A . vlyssides ) 1 โทร . 30 2102845940 ; โทรสาร : 30 2102852521 การจัดการ
เสีย 30 ( 2010 ) 1898 – 1902
เนื้อหารายการที่มีอยู่ในบริการการจัดการของเสีย
วารสารหน้าแรก : www.elsevier . com / ค้นหา / wasman
สำหรับหลายเหตุผลเหตุผลหลักที่เป็นส่วนให้พลังงานเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน ( Sanchez และ Cardona , 2008 ) ทรัพยากรมักจะพร้อมใช้งานในเครื่อง และ conver - ไซออนเป็นผู้ให้บริการพลังงานทุติยภูมิจะเป็นไปได้โดยไม่ต้องลงทุนทุนสูง ( หลิน และ ทานากะ , 2006 ) ปัญหาการจัดการขยะเปลือกมันฝรั่ง ( ppw ) ทำให้เกิดความกังวลมากในมันฝรั่ง อุตสาหกรรมในยุโรปดังนั้นจะต้องระบุแบบ environmen - รวมมิตร โซลูชั่น เปลือกมันฝรั่งมีเสียค่าศูนย์ จาก pota - โรงงานแปรรูป ในขณะที่การบริโภคมันฝรั่งลดลง - ucts แยงแปรรูปเช่นมันฝรั่งทอดฝรั่งเศสมันฝรั่งทอด เพียวมีประสบการณ์เติบโต - ความนิยมไอเอ็นจี ( zmp , 2000 )ความสูญเสียที่เกิดจากมันฝรั่งปอกเปลือกช่วงจาก 15% เป็น 40% ของเงินขึ้นอยู่กับขั้นตอนที่ใช้ เช่น ไอน้ำ การเสียดสี หรือด่าง ลอก ( scieber et al . , 2001 ) พืชเปลือกมันฝรั่งเป็นส่วนหนึ่งของการผลิตมันฝรั่ง มันฝรั่งสำเร็จรูปและผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน ที่เสียคือ 90 กิโลกรัมต่อมิลลิกรัม ในfl U - มันฝรั่ง หู คอ จมูก และ apportioned 50 กิโลกรัมของโปเตโต้สกิน30 กิโลกรัม แป้ง และ 10 กิโลกรัม เฉื่อยวัสดุ ประมวลผลล่องในมันฝรั่งกรอบอุตสาหกรรมจะแสดงใน owchart flทั่วไปของรูปที่ 1 ต่อไปนี้ ( vlyssides et al . , 2007 ) การ ppw ประกอบด้วยซุฟจึง cient ปริมาณของแป้ง เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และน้ำตาลหมักกับหมายใช้เป็นเอทานอล วัตถุดิบ แป้งเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอล ผลผลิตสูง ,แต่การจะต้องผลิตเอทานอลจากการหมัก แป้งถูกผ้าไฮโดรไลซ์ด้วยกรด แต่กาจึงเมืองของเอนไซม์ในปฏิกิริยาของอ่อน condi - ใช้งานและไม่มีปฏิกิริยาทุติยภูมิได้นำไปสู่การแพร่กระจายกว้างของกลุ่ม พันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตย ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการนี้ การแปรรูปแป้งเป็นเทคโนโลยีการใช้เอนไซม์และการ sacchari , ถ่ายทอด ,ที่ผลิตกลูโคสค่อนข้างสะอาด ธารน้ำที่หมักเอทานอลโดยยีสต์ ( Saccharomyces
สีเทา et al . , 2006 ) เอนไซม์สามารถไฮโดรประโยชน์มากมายเมื่อเทียบกับเปรี้ยวเพราะพวกเขาทำงานภายใต้ภาวะที่ไม่รุนแรง มี biode - gradable , เพิ่มผลผลิต , ลดพลังงาน , การใช้น้ำและปริมาณของผลิตภัณฑ์ ( israilides et al . , 2008 )กลยุทธ์สำหรับการใช้เอนไซม์ในการผลิตไบโอเอธานอลจากแป้งประกอบด้วยสองขั้นตอน : การแปรรูปและการถ่ายทอด sacchari ไอออนบวก ใน liquefac - tion a-amylase ที่ได้รับทั้งจากแบคทีเรีย Bacillus licheniformis หรือจาก thermoresistant เช่นวิศวกรรมสายพันธุ์เชื้อ Bacillus subtilis esche - richia หรือใช้เพื่อลดความหนืดในสารละลาย หรือผลิตเดกซ์ตริน .ในการใช้ sacchari จึงเอนไซม์เดกซ์ตรินให้กลูโคส ( Sanchez และ Cardona , 2008 ) ในกระดาษนี้เรานำเสนอการ ppw ใหม่กับกาจึง C รวมกันของเอนไซม์ และ / หรือ กรดเกลือ ซึ่งหมักโดย Saccharomyces cerevisae var bayanus เพื่อศึกษาการหมักย่อยและการผลิตเอทานอล นวัตกรรมวิธีการอยู่ในโปรแกรมประยุกต์ของกาจึง C เอนไซม์ผสมซึ่งมีเอนไซม์ที่ย่อยสลายเซลลูโลสมีเป้าหมายที่เป็นไปได้สูงสุดกรัมน้ำตาลปล่อยเพื่อผลิตเอทานอล .
2 วัสดุและวิธีการ
ตัวอย่าง ppw ถูกจ่ายให้กับห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพของมูลนิธิวิจัยการเกษตรแห่งชาติ ( n.ag Re . F . ) ในกรีซ และแห้ง ความชื้นที่ถูกกำหนดโดยตู้อบลมร้อนที่ 105 C น้ำหนักคงที่น้ำตาลทั้งหมด และ carbohy - รวม drates ประมาณโดยวิธี Colorimetric ของบัว et al . ( 1956 ) โปรตีนประมาณโดยวิธีเจลดาห์ลไนโตรเจนตกค้างโดยการคูณ ( N ) โดย 6.25 . ไขมันถูกกำหนดโดยวิธี Soxhlet ( โปรตีน , 1995 ) การวิเคราะห์โลหะหนักต่อ - รูปแบบโดย Atomic absorption ตามวิธีการมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์น้ำและน้ำเสีย ( apha , 1989 )แป้ง
รูปที่ 1 แผนภาพของมันฝรั่งทอดผลิตและการผลิตของเสียที่เป็นของเหลว
d arapoglou et al . การจัดการของเสีย / 30 ( 2010 ) 1898 – 1902 1899
คือการไฟฟ้าจึงเอ็ดกับชุด แมว ไม่ 10207748035 B ö ehringer Mannheim / r-biopharm . เอทานอลเป็นวัดที่มี B ö ehrin - GER Mannheim / r-biopharm คิท แมว หมายเลข 10 176 0 035 .ระดับของการย่อยสลายสารถูกประมาณโดยปริมาณ - ing จํานวนลดน้ำตาลสร้างขึ้นระหว่างเอนไซม์หรือกรดไฮโดร . ลดน้ำตาลถูกกำหนดเป็นกลูโคสโดยใช้ dinitrosalicylic acid ( DNS ) รีเอเจนต์ที่ซิกแซ็ก 575 นาโนเมตร โดยวิธีอธิบายโดยมิลเลอร์ ( 1959 )
3 . จุลินทรีย์
S . cerevisae var bayanus จากสถาบันไวน์ ( n.ag Re . .) คอลเลกชันใช้หมักจากขยะเปลือกมันฝรั่ง ( ppw ) และถูกเก็บรักษาในมอลวุ้นเอียง . เอียงประกอบด้วย malt extract agar ( 3 กรัม / 1 ) , สารสกัดจากยีสต์ ( 3 G L 1 ) เปปโตน ( 5 กรัม / 1 ) ( 20 กรัมต่อลิตร ) และน้ำกลั่น ( 1 ลิตร ) สำหรับเชื้อวัฒนธรรม โต aerobically ใน 250 มิลลิลิตร เขย่าflถามในน้ำร้อนอุณหภูมิ 32 C เป็นเวลา 48 ชั่วโมงสื่อการเหลวประกอบด้วยสารสกัดจากยีสต์ ( 3 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ( 1 ) 3.5 กรัม / 1 ) , kh2po4 ( 2 กรัม / 1 ) 7h2o MgSO4 ใ ( 1 G L 1 ) , ( nh2 ) 2so4 ( 1 กรัมต่อลิตร 1 ) กลูโคส ( 10 กรัม / 1 ) และน้ำกลั่น 6 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณที่ใช้หมัก ppw .
2.2 .
การย่อยสลายเปรี้ยวใน HCl การศึกษาครั้งนี้ได้ใช้เพื่อให้บรรลุย่อยด้วยกรดกรดเกลือมักจะใช้เพื่อย่อยสลายสมบูรณ์ของคาร์โบไฮเดรตพืชเพื่อลดน้ำตาลง่าย ไม่มีอาการไม่พึงประสงค์ EF - fects บนวัสดุ เป็น 250 ml เออร์เลนเมเยอร์flถามกับ fermen กับดัก tation 40 กรัม ppw ที่มีความชื้น 85% , 6 กรัม น้ำหนักแห้ง ( 15% ) และแป้ง 52.09 % ต่อน้ำหนักแห้ง ถูกรวมเข้าด้วยกันกับ 0.5% nh4no3 เปปโตน 0.1% และ 120 ml กรดไฮโดรคลอริก 0.5 เมตรส่วนผสมฆ่าเชื้อที่ 121 องศาเซลเซียส นาน 15 นาที ในระหว่างที่ คาร์โบ - ไฮ sterilisation จากเปลือกมันฝรั่งถูกเปลี่ยนเป็น กรัมซุก - Ars เนื่องจากกรด . หลังจาก sterilisation pH คือแก้ไขที่ 4.15 กับ NaOH ( 1 M )
2.3 เอนไซม์
2.3.1 . เอนไซม์สำหรับย่อยสลายด้วยเอนไซม์ของ ppw ต่อไปนี้การเตรียมเอนไซม์จากกุ้ง / S , เดนมาร์ก , ใช้ :
viscozyme l ( V ) viscozyme เป็นผนังเซลล์สลายเอนไซม์เชิงซ้อนจาก Aspergillus aculeatus . กิจกรรมของเชื้อรา เบต้ากลู viscozyme ผม 120 หน่วยต่อมิลลิลิตร ( fbgu ) ที่ 2 คือปริมาณของเอนไซม์ที่จำเป็นภายใต้สภาวะมาตรฐาน ( 30 องศาเซลเซียส pH 5.0 , ปฏิกิริยาเวลา 30 นาที ) ทำให้ข้าวบาร์เลย์ a-glucan เพื่อลดคาร์โบไฮเดรตด้วยการลดพลังงานสอดคล้อง - ing 1 lmol กลูโคส / minternamyl 120 L ( t ) ternamyl 120 ลิตรเป็นแบบมีอะไมเลสจาก B . licheniformis . กิจกรรมเอนไซม์ 120 สหภาพแห่งชาติกะเหรี่ยง / g ( กิโลใหม่หน่วยของ a-amylase ) สหภาพแห่งชาติกะเหรี่ยงคือปริมาณของเอนไซม์ที่จำเป็นเพื่อทำลายลง 5.20 กรัมแป้งต่อชั่วโมงตามวิธีมาตรฐาน novozyme สำหรับความมุ่งมั่นของ
กับการพร่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการจัดหาพลังงานของโลก มีการเพิ่มความสนใจในทางเลือกแหล่งทั่วโลก EN - ไฟ ( หลิน และ ทานากะ , 2006 ) ในปีล่าสุดการ Re - ค้นหาและความพยายามพัฒนาได้โดยตรงต่อการผลิตเชิงพาณิชย์ของเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงที่มีแนวโน้มมากที่สุดจากทรัพยากรทดแทนในยุโรปหลายประเทศใช้ ไบโอ เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกหรือเสริมน้ำมันในปริมาณถึง 15% แนะนำ ( mojovic et al . , 2006 ) ถ้ากฎระเบียบของรัฐบาลที่เป็นที่ยอมรับตามข้อตกลงเกียวโต , ผสมของไบโอเอทานอลกับเบนซินบังคับแบบดั้งเดิมในยอดเงินถึง 10 % จะส่งผลให้ความต้องการในปริมาณมากของ ไบโอ เอทานอลหลายประเทศมี imple - mented หรืออยู่ในกระบวนการของการใช้โปรแกรมไอเอ็นจีสำหรับเติมเอทานอลน้ำมันเบนซิน provid - การผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลเพิ่มขึ้นมากเนื่องจากความต้องการน้ำมันทั่วโลกเพื่อลดการนำเข้า ซึ่งจะช่วยเอื้อต่อการส่งเสริมในชนบทมีส และปรับปรุงคุณภาพอากาศ โลกเอทิลแอลกอฮอล์ produc tion - ได้ถึงประมาณ 51 ,000 ล้านลิตร ในขณะที่สหรัฐอเมริกาและบราซิลเป็นผู้ผลิตหลัก เฉลี่ย ร้อยละ 73 ของเอทานอลที่ผลิตทั่วโลก สอดคล้องกับเชื้อเพลิงเอทานอล , 17 % เอทานอลและเครื่องดื่ม 10% เอทานอลอุตสาหกรรม ( Sanchez และ Cardona , 2008 ) EU Directive 2003 / 30 / EC ) สำหรับไบโอเอทานอลต้องมีรัฐสมาชิกเพื่อสร้างกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการใช้เชื้อเพลิงจากทรัพยากรทดแทน ใน ปี 2005การใช้ประโยชน์นี้จะครอบคลุม 2 % ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงทั้งหมด โควตานี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 5.75 % ในปี 2010 และเกิน ( เบร์น่า , 1998 ) ในสหภาพยุโรปปี ไบโอ เอทานอลที่ผลิต 2155 ล้านลิตรในปี 2008 ( USDA , 2008 ) ระหว่างพืชพลังงานที่ใช้สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงเอทานอล อ้อย เป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในประเทศเขตร้อน เช่น บราซิล และอินเดียในอเมริกาเหนือและยุโรป เชื้อเพลิงเอทานอลส่วนใหญ่ที่ได้จากวัตถุดิบ แป้ง โดยเฉพาะข้าวโพด ประเทศที่มี signi จึงไม่สามารถเศรษฐกิจการเกษตรโดยอาจใช้ cur ให้เช่า - เทคโนโลยีการหมักเอทานอลเชื้อเพลิง มันคือประมาณว่า บัญชีวัตถุดิบประมาณ 20 – 55% ของต้นทุนการผลิตรวม ( หลิน และ ทานากะ , 2006 ; del Campo et al . , 2006 )ขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายของ USD 0.40/l เอทานอลที่ผลิต นอกจากนี้ เข้มข้น วิจัยการใช้ชีวมวล lignocellulosic เป็นวัตถุดิบมีวัตถุประสงค์มากกว่าที่ผ่านมา เพิ่มเพิ่มเติมใด ๆ ในการผลิตเอทานอลจะต้องเกี่ยวข้องกับการใช้วัตถุดิบ มากกว่า เมล็ดข้าวโพด เนื่องจากซัพพลายจำกัดอาหาร - หุ้นมักจะจัดกลุ่มภายใต้หัวข้อ ' 'biomass " และรวมถึงเศษไม้เกษตร ขยะมูลฝอย และโดยเฉพาะพืชพลังงาน ( คิม เดล , 2004 ; stichnothe และ azapagic , 2009 ) ชีวมวลจะเห็นเป็นแหล่งพลังงานที่น่าสนใจ
0956-053x / $ - เห็นหน้าเรื่อง 2010 เอลส์จำกัด สิทธิสงวน ดอย : 10.1016 / j.wasman ผู้เขียนที่ 2010.04.017
* โทร .30 2721045281 ; โทรสาร : 30 2721045234 . ที่อยู่ : dimarap@yahoo.com ( D . arapoglou ) theovarzakas@yahoo.gr ( TH varzakas ) avlys@tee.gr ( A . vlyssides ) 1 โทร . 30 2102845940 ; โทรสาร : 30 2102852521 การจัดการ
เสีย 30 ( 2010 ) 1898 – 1902
เนื้อหารายการที่มีอยู่ในบริการการจัดการของเสีย
วารสารหน้าแรก : www.elsevier . com / ค้นหา / wasman
สำหรับหลายเหตุผลเหตุผลหลักที่เป็นส่วนให้พลังงานเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน ( Sanchez และ Cardona , 2008 ) ทรัพยากรมักจะพร้อมใช้งานในเครื่อง และ conver - ไซออนเป็นผู้ให้บริการพลังงานทุติยภูมิจะเป็นไปได้โดยไม่ต้องลงทุนทุนสูง ( หลิน และ ทานากะ , 2006 ) ปัญหาการจัดการขยะเปลือกมันฝรั่ง ( ppw ) ทำให้เกิดความกังวลมากในมันฝรั่ง อุตสาหกรรมในยุโรปดังนั้นจะต้องระบุแบบ environmen - รวมมิตร โซลูชั่น เปลือกมันฝรั่งมีเสียค่าศูนย์ จาก pota - โรงงานแปรรูป ในขณะที่การบริโภคมันฝรั่งลดลง - ucts แยงแปรรูปเช่นมันฝรั่งทอดฝรั่งเศสมันฝรั่งทอด เพียวมีประสบการณ์เติบโต - ความนิยมไอเอ็นจี ( zmp , 2000 )ความสูญเสียที่เกิดจากมันฝรั่งปอกเปลือกช่วงจาก 15% เป็น 40% ของเงินขึ้นอยู่กับขั้นตอนที่ใช้ เช่น ไอน้ำ การเสียดสี หรือด่าง ลอก ( scieber et al . , 2001 ) พืชเปลือกมันฝรั่งเป็นส่วนหนึ่งของการผลิตมันฝรั่ง มันฝรั่งสำเร็จรูปและผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน ที่เสียคือ 90 กิโลกรัมต่อมิลลิกรัม ในfl U - มันฝรั่ง หู คอ จมูก และ apportioned 50 กิโลกรัมของโปเตโต้สกิน30 กิโลกรัม แป้ง และ 10 กิโลกรัม เฉื่อยวัสดุ ประมวลผลล่องในมันฝรั่งกรอบอุตสาหกรรมจะแสดงใน owchart flทั่วไปของรูปที่ 1 ต่อไปนี้ ( vlyssides et al . , 2007 ) การ ppw ประกอบด้วยซุฟจึง cient ปริมาณของแป้ง เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และน้ำตาลหมักกับหมายใช้เป็นเอทานอล วัตถุดิบ แป้งเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอล ผลผลิตสูง ,แต่การจะต้องผลิตเอทานอลจากการหมัก แป้งถูกผ้าไฮโดรไลซ์ด้วยกรด แต่กาจึงเมืองของเอนไซม์ในปฏิกิริยาของอ่อน condi - ใช้งานและไม่มีปฏิกิริยาทุติยภูมิได้นำไปสู่การแพร่กระจายกว้างของกลุ่ม พันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตย ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการนี้ การแปรรูปแป้งเป็นเทคโนโลยีการใช้เอนไซม์และการ sacchari , ถ่ายทอด ,ที่ผลิตกลูโคสค่อนข้างสะอาด ธารน้ำที่หมักเอทานอลโดยยีสต์ ( Saccharomyces
สีเทา et al . , 2006 ) เอนไซม์สามารถไฮโดรประโยชน์มากมายเมื่อเทียบกับเปรี้ยวเพราะพวกเขาทำงานภายใต้ภาวะที่ไม่รุนแรง มี biode - gradable , เพิ่มผลผลิต , ลดพลังงาน , การใช้น้ำและปริมาณของผลิตภัณฑ์ ( israilides et al . , 2008 )กลยุทธ์สำหรับการใช้เอนไซม์ในการผลิตไบโอเอธานอลจากแป้งประกอบด้วยสองขั้นตอน : การแปรรูปและการถ่ายทอด sacchari ไอออนบวก ใน liquefac - tion a-amylase ที่ได้รับทั้งจากแบคทีเรีย Bacillus licheniformis หรือจาก thermoresistant เช่นวิศวกรรมสายพันธุ์เชื้อ Bacillus subtilis esche - richia หรือใช้เพื่อลดความหนืดในสารละลาย หรือผลิตเดกซ์ตริน .ในการใช้ sacchari จึงเอนไซม์เดกซ์ตรินให้กลูโคส ( Sanchez และ Cardona , 2008 ) ในกระดาษนี้เรานำเสนอการ ppw ใหม่กับกาจึง C รวมกันของเอนไซม์ และ / หรือ กรดเกลือ ซึ่งหมักโดย Saccharomyces cerevisae var bayanus เพื่อศึกษาการหมักย่อยและการผลิตเอทานอล นวัตกรรมวิธีการอยู่ในโปรแกรมประยุกต์ของกาจึง C เอนไซม์ผสมซึ่งมีเอนไซม์ที่ย่อยสลายเซลลูโลสมีเป้าหมายที่เป็นไปได้สูงสุดกรัมน้ำตาลปล่อยเพื่อผลิตเอทานอล .
2 วัสดุและวิธีการ
ตัวอย่าง ppw ถูกจ่ายให้กับห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพของมูลนิธิวิจัยการเกษตรแห่งชาติ ( n.ag Re . F . ) ในกรีซ และแห้ง ความชื้นที่ถูกกำหนดโดยตู้อบลมร้อนที่ 105 C น้ำหนักคงที่น้ำตาลทั้งหมด และ carbohy - รวม drates ประมาณโดยวิธี Colorimetric ของบัว et al . ( 1956 ) โปรตีนประมาณโดยวิธีเจลดาห์ลไนโตรเจนตกค้างโดยการคูณ ( N ) โดย 6.25 . ไขมันถูกกำหนดโดยวิธี Soxhlet ( โปรตีน , 1995 ) การวิเคราะห์โลหะหนักต่อ - รูปแบบโดย Atomic absorption ตามวิธีการมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์น้ำและน้ำเสีย ( apha , 1989 )แป้ง
รูปที่ 1 แผนภาพของมันฝรั่งทอดผลิตและการผลิตของเสียที่เป็นของเหลว
d arapoglou et al . การจัดการของเสีย / 30 ( 2010 ) 1898 – 1902 1899
คือการไฟฟ้าจึงเอ็ดกับชุด แมว ไม่ 10207748035 B ö ehringer Mannheim / r-biopharm . เอทานอลเป็นวัดที่มี B ö ehrin - GER Mannheim / r-biopharm คิท แมว หมายเลข 10 176 0 035 .ระดับของการย่อยสลายสารถูกประมาณโดยปริมาณ - ing จํานวนลดน้ำตาลสร้างขึ้นระหว่างเอนไซม์หรือกรดไฮโดร . ลดน้ำตาลถูกกำหนดเป็นกลูโคสโดยใช้ dinitrosalicylic acid ( DNS ) รีเอเจนต์ที่ซิกแซ็ก 575 นาโนเมตร โดยวิธีอธิบายโดยมิลเลอร์ ( 1959 )
3 . จุลินทรีย์
S . cerevisae var bayanus จากสถาบันไวน์ ( n.ag Re . .) คอลเลกชันใช้หมักจากขยะเปลือกมันฝรั่ง ( ppw ) และถูกเก็บรักษาในมอลวุ้นเอียง . เอียงประกอบด้วย malt extract agar ( 3 กรัม / 1 ) , สารสกัดจากยีสต์ ( 3 G L 1 ) เปปโตน ( 5 กรัม / 1 ) ( 20 กรัมต่อลิตร ) และน้ำกลั่น ( 1 ลิตร ) สำหรับเชื้อวัฒนธรรม โต aerobically ใน 250 มิลลิลิตร เขย่าflถามในน้ำร้อนอุณหภูมิ 32 C เป็นเวลา 48 ชั่วโมงสื่อการเหลวประกอบด้วยสารสกัดจากยีสต์ ( 3 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ( 1 ) 3.5 กรัม / 1 ) , kh2po4 ( 2 กรัม / 1 ) 7h2o MgSO4 ใ ( 1 G L 1 ) , ( nh2 ) 2so4 ( 1 กรัมต่อลิตร 1 ) กลูโคส ( 10 กรัม / 1 ) และน้ำกลั่น 6 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณที่ใช้หมัก ppw .
2.2 .
การย่อยสลายเปรี้ยวใน HCl การศึกษาครั้งนี้ได้ใช้เพื่อให้บรรลุย่อยด้วยกรดกรดเกลือมักจะใช้เพื่อย่อยสลายสมบูรณ์ของคาร์โบไฮเดรตพืชเพื่อลดน้ำตาลง่าย ไม่มีอาการไม่พึงประสงค์ EF - fects บนวัสดุ เป็น 250 ml เออร์เลนเมเยอร์flถามกับ fermen กับดัก tation 40 กรัม ppw ที่มีความชื้น 85% , 6 กรัม น้ำหนักแห้ง ( 15% ) และแป้ง 52.09 % ต่อน้ำหนักแห้ง ถูกรวมเข้าด้วยกันกับ 0.5% nh4no3 เปปโตน 0.1% และ 120 ml กรดไฮโดรคลอริก 0.5 เมตรส่วนผสมฆ่าเชื้อที่ 121 องศาเซลเซียส นาน 15 นาที ในระหว่างที่ คาร์โบ - ไฮ sterilisation จากเปลือกมันฝรั่งถูกเปลี่ยนเป็น กรัมซุก - Ars เนื่องจากกรด . หลังจาก sterilisation pH คือแก้ไขที่ 4.15 กับ NaOH ( 1 M )
2.3 เอนไซม์
2.3.1 . เอนไซม์สำหรับย่อยสลายด้วยเอนไซม์ของ ppw ต่อไปนี้การเตรียมเอนไซม์จากกุ้ง / S , เดนมาร์ก , ใช้ :
viscozyme l ( V ) viscozyme เป็นผนังเซลล์สลายเอนไซม์เชิงซ้อนจาก Aspergillus aculeatus . กิจกรรมของเชื้อรา เบต้ากลู viscozyme ผม 120 หน่วยต่อมิลลิลิตร ( fbgu ) ที่ 2 คือปริมาณของเอนไซม์ที่จำเป็นภายใต้สภาวะมาตรฐาน ( 30 องศาเซลเซียส pH 5.0 , ปฏิกิริยาเวลา 30 นาที ) ทำให้ข้าวบาร์เลย์ a-glucan เพื่อลดคาร์โบไฮเดรตด้วยการลดพลังงานสอดคล้อง - ing 1 lmol กลูโคส / minternamyl 120 L ( t ) ternamyl 120 ลิตรเป็นแบบมีอะไมเลสจาก B . licheniformis . กิจกรรมเอนไซม์ 120 สหภาพแห่งชาติกะเหรี่ยง / g ( กิโลใหม่หน่วยของ a-amylase ) สหภาพแห่งชาติกะเหรี่ยงคือปริมาณของเอนไซม์ที่จำเป็นเพื่อทำลายลง 5.20 กรัมแป้งต่อชั่วโมงตามวิธีมาตรฐาน novozyme สำหรับความมุ่งมั่นของ
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- Go away to die
- hello sweet... how you doing .. it is lo
- Platform
- ฉันเป็นคนกินเยอะ
- in ultra-trace analysis
- You are very talented I want to help you
- ฉันอยากไป
- 主スペック 年齢：２０代前半 職業：大学生
- I want to find the right one
- unconventional
- Are you afraid that the doctor will inje
- ไม่อยากจะรับรู้อีกอีกว่าเธอคิดถึงฉันหรือ
- อำเภอพาน จังหวัดเชียงราย
- ฉันสนับสนุนวงดนตรีของเขา
- Why are advanced classes
- โทรม
- Pillar
- Leave home
- I hope to go back to Thailand soon
- Budget execution
- ต่างความคิด
- ฉันไม่ได้ซีเรียล แค่อยากดูเวลาคิดถึงคุณ
- I am inspired by Gates to be confidence
- tightly
