To investigate the membrane behavio

To investigate the membrane behavior, first model solutions of
ethanol/water were separated in pervaporation experiments to
characterize ethanol transfer across the hollow polydimethylsiloxane
(PDMS) membrane and these results provided the reference for
the broth experiments.
In the first case, feed conditions (flow rate, temperature, ethanol
composition) and permeate pressure were modified. Also, the time
necessary to reach steady state was determined. Then, tests were
performed with the fermentation broth produced using banana
fruit waste as a substrate varying the ethanol feed mass fraction
and feed flow rate. The presence of some byproducts was also
studied.
2.1. Membrane
The pervaporation unit used consisted of a removable permeation
module made of polyvinyl chloride (PVC) of 0.2 m internal
diameter containing 50 dense hollow polydimethylsiloxane
(PDMS) membranes (di = 0.6 mm and de = 1 mm), 0.25 m in length,covering an area of 0.04 m2. This is a hydrophobic commercial
membrane, with the membrane and module built by a Brazilian
company (PAM-Membranas Selectivas).
2.2. Fermentation
To obtain the feed from the process of pervaporation, 0.002 m3
of fermentation broth was produced, as described by Schulz
(2010). Rejected banana fruit (Musa cavendishii) was used as lignocellulosic
material (500 g L1 wet mass) and 20% (v/v) of inoculum
(Saccharomyces cerevisiae). After a period of 10 h of fermentation,
different ethanol mass fractions were obtained in broths for pervaporation
tests. The total volume of the broth was centrifuged
at 3800 min1 (3018g) for 1200 s in a refrigerated centrifuge and
then stored at 277 K.
2.3. Pervaporation
The fermentation broth/standard solution was supplied with
the aid of a gear pump from a reservoir positioned upstream from
the membrane. A vacuum pump coupled to the permeate side
of the assembly provided the pressure drop for vaporization of
ethanol. The permeate vapor was directed to a condensation bath
refrigerated with liquid nitrogen. The liquid retentate was
recirculated to the feed tank.
A summary of the operating conditions tested is presented in
Table 1 for the standard mixture and in Table 2 for the fermentation
broth. All experiments were carried out with condensation
temperature of 77 K and permeate pressure lower than 667 Pa.
The tests were carried out in duplicate, and the results presented
here were consistent with the average of the same. Feed and
permeate samples (upon reaching the steady-state condition),
were collected for 1–2 during each test to quantify the concentrations
of ethanol with a gas chromatograph (GC, Agilent model
6890, coupled with autosampler: Agilent model 7683) using a
Hewlett–Packard HP-1 column with a length of 50 m, an external
diameter of 0.32 mm, a stationary phase composed of 100%
polydimethylsiloxane and a film thickness of 1.05 lm.
2.4. Parameters from the process evaluation
The performance of the process of pervaporation has been
expressed in terms of separation factor of the membrane (ai), the
total permeate flux (Jtot), the ethanol permeate flux (Ji), enrichment
factor (bi) and pervaporation separation index (PSI) according to

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การตรวจสอบลักษณะการทำงานของเมมเบรน โซลูชั่นรุ่นแรกของเอทานอล/น้ำถูกแบ่งใน pervaporation ทดลองเพื่อลักษณะของเอทานอลโอนข้าม polydimethylsiloxane กลวงเมมเบรน (PDMS) และผลลัพธ์เหล่านี้ให้อ้างอิงในทดลองซุปในกรณีแรก ป้อนเงื่อนไข (อัตราการไหล อุณหภูมิ เอทานอลองค์ประกอบ) และ permeate ดันถูกปรับเปลี่ยน นอกจากนี้ เวลาความจำเป็นถึงท่อนที่ถูกกำหนด ถูกทดสอบแล้วดำเนินการกับซุปหมักที่ผลิตโดยใช้กล้วยผลไม้เสียเป็นพื้นผิวที่แตกต่างกันเอทานอลโดยรวมเศษอาหารและอัตราการไหลของอาหาร สถานะของสารบางอย่างยังศึกษา2.1. เมมเบรนหน่วย pervaporation ใช้ซึมถอดประกอบด้วยทำจากโพลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) 0.2 เมตรภายในโมดูล50 polydimethylsiloxane กลวงหนาแน่นประกอบด้วยเส้นผ่าศูนย์กลาง(PDMS) เยื่อหุ้ม (di = 0.6 มม.และเดอ = 1 mm), 0.25 เมตรยาว ครอบคลุมพื้นที่ 0.04 m2 เป็นพาณิชย์ hydrophobicเมมเบรน เมมเบรนและโมดูลที่สร้างขึ้น โดยบราซิลบริษัท (แพม-Membranas Selectivas)2.2 การหมักรับตัวดึงข้อมูลจากกระบวนการของ pervaporation, 0.002 m3ของหมักดอง ซุปถูกผลิต ตามที่อธิบายไว้ โดย Schulz(2010) ปฏิเสธผลไม้กล้วย (Musa cavendishii) ถูกใช้เป็น lignocellulosicวัสดุ (500 g มวล 1 L เปียก) และ 20% (v/v) ของ inoculum(Saccharomyces cerevisiae) หลังจากช่วง h 10 ของหมักดองเอทานอลที่แตกต่างกันส่วนใหญ่ได้รับมาใน broths สำหรับ pervaporationทดสอบ ปริมาตรรวมของซุปถูก centrifugedที่ 3800 ล้านนาที 1 (3018g) สำหรับ s 1200 ในเครื่องหมุนเหวี่ยงควบคุมอุณหภูมิ และแล้ว เก็บไว้ที่คุณ 2772.3. Pervaporationแก้ปัญหาหมักซุป/มาตรฐานที่ให้มาด้วยความช่วยเหลือของปั๊มเกียร์จากอ่างเก็บน้ำเป็นแห่งต้นน้ำจากเมมเบรน ควบคู่กับด้าน permeate สูญญากาศแอสเซมบลีให้หล่นดันกลายเป็นไอของเอทานอล ไอน้ำ permeate กำกับการควบแน่นน้ำรเออร์กับไนโตรเจนเหลว Retentate ของเหลวได้recirculated ถังอาหารนำเสนอในสรุปเงื่อนไขการดำเนินงานทดสอบตารางที่ 1 ส่วนผสมมาตรฐาน และตารางที่ 2 การหมักซุป การทดลองทั้งหมดได้ดำเนินการกับมีหยดน้ำเกาะอุณหภูมิ 77 K และความดันต่ำกว่า 667 permeate Pa.การทดสอบได้ดำเนินการซ้ำ และผลลัพธ์ที่แสดงที่นี่ได้สอดคล้องกับค่าเฉลี่ยของเดียวกัน อาหาร และpermeate ตัวอย่าง (เมื่อถึงเงื่อนไขท่อน),ถูกรวบรวมไว้ใน 1 – 2 ในระหว่างการทดสอบแต่ละวัดปริมาณความเข้มข้นที่ของเอทานอลกับ chromatograph ก๊าซ (GC รุ่น Agilent6890 ควบคู่กับ autosampler: รุ่น Agilent 7683) ใช้เป็นคอลัมน์ Hewlett – Packard HP-1 ความยาว 50 เมตร ภายนอกเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.32 มม. ระยะเครื่องเขียนประกอบด้วย 100%polydimethylsiloxane ฟิล์มหนา 1.05 และ lm2.4. พารามิเตอร์จากการประเมินกระบวนการประสิทธิภาพของกระบวนการของ pervaporation ได้แสดงในรูปของการแยกตัวของเยื่อ (ai), การรวม permeate ไหล (Jtot) เอทานอล permeate ฟลักซ์ (จิ), โดดเด่นปัจจัย (bi) และ pervaporation แยกดัชนี (PSI) ตาม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในการตรวจสอบพฤติกรรมของเมมเบรนโซลูชั่นรุ่นแรกของเอทานอล / น้ำแยกออกจากกันในการทดลอง pervaporation การลักษณะการถ่ายโอนเอทานอลในpolydimethylsiloxane กลวง(PDMS) เมมเบรนและผลลัพธ์เหล่านี้ให้การอ้างอิงสำหรับการทดลองน้ำซุป. ในกรณีแรกเงื่อนไขฟีด (การไหล อัตราอุณหภูมิเอทานอลองค์ประกอบ) และความดันซึมมีการแก้ไข นอกจากนี้เวลาที่จำเป็นในการเข้าถึงความมั่นคงของรัฐที่ถูกกำหนด จากนั้นทดสอบได้ดำเนินการกับน้ำหมักที่ผลิตโดยใช้กล้วยเสียผลไม้เป็นสารตั้งต้นที่แตกต่างกันส่วนมวลฟีดเอทานอลและอัตราการไหลของอาหาร การปรากฏตัวของสารบางอย่างที่ยังได้รับการศึกษา. 2.1 พังผืดหน่วย pervaporation ใช้ประกอบด้วยการซึมผ่านที่ถอดออกได้โมดูลที่ทำจากพีวีซี(PVC) 0.2 เมตรภายในมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่มี50 หนาแน่น polydimethylsiloxane กลวง(PDMS) เยื่อ (ดิ = 0.6 mm และ de = 1 มิลลิเมตร), 0.25 เมตรยาวครอบคลุม พื้นที่ 0.04 m2 นี้เป็นเชิงพาณิชย์ไม่ชอบน้ำเมมเบรนที่มีเมมเบรนและโมดูลที่สร้างขึ้นโดยบราซิลบริษัท (PAM-Membranas Selectivas). 2.2 การหมักจะได้รับฟีดจากกระบวนการของการ pervaporation ที่ 0.002 m3 ของน้ำหมักที่ผลิตตามที่อธิบายชัลส์(2010) ผลไม้กล้วยปฏิเสธ (มูซา cavendishii) ถูกใช้เป็นลิกโนเซลลูโลสวัสดุ(500 กรัม L 1 มวลเปียก) และ 20% (v / v) ของเชื้อ(Saccharomyces cerevisiae) หลังจากที่ระยะเวลา 10 ชั่วโมงของการหมักเศษมวลเอทานอลที่ได้รับแตกต่างกันในซุปมิโสะpervaporation สำหรับการทดสอบ ปริมาณรวมของน้ำซุปที่ถูกหมุนเหวี่ยงที่ 3800 นาที 1 (3018g) 1200 ในการหมุนเหวี่ยงตู้เย็นและเก็บไว้ที่277 เค2.3 Pervaporation น้ำซุปหมัก / สารละลายมาตรฐานมาพร้อมกับความช่วยเหลือของปั๊มเกียร์จากอ่างเก็บน้ำในตำแหน่งที่ต้นน้ำจากเมมเบรน ปั๊มสูญญากาศคู่กับด้านการซึมผ่านของการชุมนุมให้ความดันลดลงสำหรับการกลายเป็นไอของเอทานอล ไอซึมได้รับคำสั่งให้อาบน้ำควบแน่นในตู้เย็นที่มีไนโตรเจนเหลว retentate ของเหลวถูกหมุนเวียนไปยังถังฟีด. รวมจากสภาพการดำเนินงานที่ผ่านการทดสอบจะนำเสนอในตารางที่ 1 สำหรับส่วนผสมที่ได้มาตรฐานและในตารางที่ 2 สำหรับการหมักน้ำซุป การทดลองทั้งหมดได้รับการดำเนินการที่มีการรวมตัวที่อุณหภูมิ 77 K และซึมความดันต่ำกว่า 667 Pa. การทดสอบได้ดำเนินการในที่ซ้ำกันและผลที่นำเสนอที่นี่มีความสอดคล้องกับค่าเฉลี่ยของเดียวกัน อาหารและการซึมตัวอย่าง (เมื่อมาถึงสภาพที่มั่นคงของรัฐ) ที่ถูกเก็บรวบรวม 1-2 ในแต่ละการทดสอบเพื่อวัดปริมาณความเข้มข้นของเอทานอลกับก๊าซchromatograph (GC, Agilent รุ่น6890 ควบคู่กับการฉีดตัวอย่างอัตโนมัติ: Agilent รุ่น 7683) โดยใช้Hewlett-Packard คอลัมน์ HP-1 มีความยาว 50 เมตรภายนอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง0.32 มมเฟสนิ่งประกอบด้วย 100% polydimethylsiloxane และความหนาของฟิล์ม 1.05 LM. 2.4 พารามิเตอร์จากการประเมินกระบวนการการทำงานของกระบวนการของการ pervaporation ที่ได้รับการแสดงในรูปของปัจจัยการแยกของเมมเบรน(AI) ที่ฟลักซ์เพรวม(Jtot) ไหลซึมผ่านเอทานอล (จี) การเพิ่มคุณค่าปัจจัย(BI) และ pervaporation ดัชนีแยก (PSI) ตาม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เพื่อศึกษาพฤติกรรมเมมเบรนรุ่นแรกโซลูชั่นของ
เอทานอล / น้ำแยกกันในลักษณะการทดลองน้ำหนัก

โอนเอทานอลข้าม
O กลวง ( PDMS ) เยื่อและผลเหล่านี้ให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับ

ซุปต่างๆ ในกรณีแรก เงื่อนไขข้อมูล ( อัตราการไหลอุณหภูมิ เอทานอล
) และ ซึมและความดันที่เปลี่ยนแปลงนอกจากนี้ เวลาที่จำเป็นเพื่อการเข้าถึงสภาวะ
ถูกนำ จากนั้นทดสอบ
ดำเนินการด้วยน้ำหมักที่ผลิตจากกล้วย
ผลไม้เสียเป็นสารตั้งต้นที่ป้อนเอทานอลสัดส่วนมวล
และอัตราการไหลของอาหาร การแสดงตนของบางผลิตภัณฑ์ก็

เรียน 2.1 . เมมเบรน

เรชันหน่วยที่ใช้ประกอบด้วยซึมถอดออกได้โมดูลที่ทำจากโพลีไวนิลคลอไรด์ ( PVC ) 0.2 M
เส้นผ่าศูนย์กลางภายในประกอบด้วย 50 หนาแน่นกลวง O
( PDMS ) เมมเบรน ( di = 0.6 mm และ de = 1 mm ) , 0.25 เมตร ยาวครอบคลุมพื้นที่ 0.04 M2 นี้เป็นเยื่อแผ่นเชิงพาณิชย์
) กับเยื่อเซลล์และโมดูลที่สร้างขึ้นโดย บริษัท บราซิล
( แพม membranas selectivas ) .
2.2 . หมัก
ที่จะได้รับอาหารจากกระบวนการของเรชัน , 0.002 M3
ของน้ำหมักที่ผลิตตามที่อธิบายไว้โดยชูลซ์
( 2010 ) ปฏิเสธ กล้วย ผลไม้ ( กล้วย cavendishii ) ถูกใช้เป็นวัสดุ lignocellulosic
( 500 กรัมผม  1 เปียกมวล ) และ 20 เปอร์เซ็นต์ ( v / v )
( เชื้อ Saccharomyces cerevisiae ) หลังจากระยะเวลา 10 ชั่วโมงของการหมักเอทานอลเศษส่วนมวล
แตกต่างกันได้ในน้ำหนัก
าสำหรับแบบทดสอบ ปริมาณรวมของน้ำซุป คือ ระดับที่ 1 (
, มิน  3018g ) 1200 S ในการเหวี่ยงเย็นและ
แล้วเก็บไว้ที่ 277 K .
2.3 น้ำหนัก
ซุป / การหมักมาตรฐานสารละลายมาพร้อมกับ
ช่วยเหลือของปั๊มเกียร์จากตำแหน่งที่น้ำจากอ่างเก็บน้ำ
เมมเบรน สูญญากาศปั๊มคู่กับซึมข้าง
สมัชชาให้ความดันลดการระเหยของ
เอทานอล ไอที่ซึมาไปหยดนํ้า
เย็นด้วยไนโตรเจนเหลว การรีเทนเททเหลว
recirculated ไปเลี้ยงถัง
สรุปของเงื่อนไขการทดสอบได้แสดงไว้ในตารางที่ 1 สำหรับ
ผสมมาตรฐานและตารางที่ 2 สำหรับการหมัก
ซุปทุกการทดลองกับควบแน่นอุณหภูมิ 77 เคลวิน และแผ่ซ่าน
.
ถ้าความดันต่ำกว่าการทดสอบออกมาซ้ำ และผลลัพธ์ที่นำเสนอ
ที่นี่ที่สอดคล้องกับค่าเฉลี่ยของเดียวกัน ฟีดและ
ทำนองเดียวกับตัวอย่าง ( เมื่อถึงสภาวะคงที่ ) ,
จำนวน 1 – 2 ในแต่ละแบบทดสอบ เพื่อวัดความเข้มข้น
เอทานอลด้วยแก๊สโครมาโตกราฟ ( GC , เลนต์รุ่น
6890 ควบคู่กับ autosampler : เลนต์รุ่น 7683 ) โดยใช้
Hewlett – Packard hp-1 คอลัมน์ที่มีความยาว 50 เมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก
0.32 มม. , ระยะ stationary ประกอบด้วย 100% และความหนาของฟิล์ม
O
2.4 1.05 อิม . พารามิเตอร์จากกระบวนการประเมินผลการปฏิบัติงานของกระบวนการ

เรชันได้แสดงออกในแง่ของการแยกองค์ประกอบของเยื่อแผ่น ( AI ) ,
รวมซึมไหล ( jtot ) , เอทานอลซึมไหล ( จี ) ปัจจัยเสริม
( บี ) และน้ำหนักดัชนีการแยก ( PSI ) ตาม