According to Food and Agriculture O

According to Food and Agriculture Organization, orange, as the main citrus fruit, is one of top five fruit commodities in the global fruit market [1]. Global orange production reached 69 million tons in 2012 representing 8.5% of the total fruit production. Approximately 40%–60% of citrus production is processed for juice production, of which 50%–60% ends up as waste [2,3]. The global citrus waste production was 15–25 million tons a year [3]. Having high biodegradability, accumulation of citrus waste creates a serious problem to the environment, such as heavy odor, plenty of leachate, as well as attracting flies and rats [4], thus, a sustainable handling of citrus waste is highly desirable. The most promising alternative to incinerating and composting is converting this waste into biogas via anaerobic digestion [5,6]. Biogas holds several applications such as fuel for vehicles, heating, cooking, and electricity production. In addition, the residue of anaerobic digestion can be used as an excellent soil conditioner after minor treatments [7]. Furthermore, conversion of citrus waste into biogas is a combination of pollutant reduction and energy production.
The biogas production from citrus waste process can be classified into two main steps, i.e., acid formation and methane production. The acid forming and methane forming microorganisms differ widely with regards to physiology, nutritional requirements, growth kinetics, and sensitivity to environmental conditions [8]. Failure to maintain the balance between these two groups leads to instability of the process [9]. Moreover, the doubling time of methanogens (5–15 days) is in order of ten time longer than acid forming bacteria (1–1.5 days) [10]. Consequently, high dilution rate and short retention time result in wash out of methanogens [11]. Encapsulation is an attractive solution to prevent wash out of the methanogen by retaining the cells inside the bioreactor.
Other challenges of anaerobic digestion from citrus waste come from the characteristic of the substrate, i.e., rapid acidification and inhibition caused by limonene. Fruit waste in general is very rapidly acidified into volatile fatty acid (VFA) resulting in low pH and tends to inhibit methane production process [12,13]. Furthermore, a number of studies have reported that presence of limonene in the citrus oil hinders the biogas production of citrus waste [14–16]. D-limonene is antimicrobial compound that constitutes 90% of citrus essential peel oil [15]. It causes ultimate failure of the process at concentration of 400 μL/L on mesophilic continuous digestion [15] and in the range of 450 to 900 μL/L on thermophilic batch digestion [14].
Rapid acidification can be overcome by employing two-stage process in two sequential bioreactors for hydrolysis/acidification and methanogenesis. Two-stage system was shown to improve the substrate degradation yield and biogas productivity [13,17,18]. However, two-stage process is less attractive for industry since it requires more complicated design and higher cost for installation and maintenance of the digester [18]. In addition, approximately, 90% of digesters for treatment of organic fraction of municipal solid waste and bio-waste currently in use in Europe are operated in one stage system [19]. Therefore, performing two-stage process in one reactor would be industrially attractive.
Several attempts have been proposed to overcome inhibition problem by limonene, such as pretreatment of the citrus waste to remove the limonene or using the cell protection method [16,20,21]. Citrus waste can be pretreated by several methods including steam explosion [20], steam distillation [16], and acid hydrolysis [22]. However, these methods are performed under harsh conditions, which requires high energy consumption. Hence, cell protection is more favorable in term of energy

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตามอาหารและองค์กรเกษตร ส้ม ส้มผลไม้หลัก เป็นหนึ่งห้าผลไม้สินค้าโภคภัณฑ์ที่สูงสุดในตลาดผลไม้ทั่วโลก [1] ส้มผลิตทั่วโลกถึง 69 ล้านตันในปี 2012 แทน 8.5% ของยอดรวมผลผลิต มีการประมวลผลประมาณ 40% – 60% ของการผลิตส้มในน้ำผลิต จบที่ 50 – 60% ค่าเป็นขยะ [2,3] การผลิตขยะโลกส้มได้ 15-25 ล้านตันต่อปี [3] มี biodegradability สูง สะสมของเสียส้มสร้างปัญหาร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม เช่นกลิ่นหนัก มาย leachate ตลอดจนดึงดูดแมลงวันและหนู [4] การจัดการที่ยั่งยืนของส้มเสียจึงต้องการอย่างมาก ทางเลือกว่า incinerating และหมักเป็นแปลงนี้เสียเป็นก๊าซชีวภาพผ่านไม่ใช้ย่อยอาหาร [5,6] ก๊าซชีวภาพมีการใช้งานเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะ ความร้อน อาหาร และผลิตไฟฟ้า สามารถใช้เป็นการปรับดินแห่งสารตกค้างของการย่อยอาหารไม่ใช้หลังรองรักษา [7] นอกจากนี้ แปลงส้มเสียเป็นก๊าซชีวภาพเป็นการลดมลพิษและผลิตพลังงานการผลิตก๊าซชีวภาพจากขยะกระบวนส้มอาจแบ่งได้เป็น 2 ขั้นตอนหลัก เช่น กำเนิดกรดและผลิตมีเทน เป็นกรดและมีเทนเป็นจุลินทรีย์แตกต่างกันอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับสรีรวิทยา ความต้องการทางโภชนาการ จลนพลศาสตร์การเจริญเติบโต และความอ่อนไหวกับสภาพแวดล้อม [8] ล้มเหลวในการรักษาสมดุลระหว่างสองกลุ่มนี้นำไปสู่ความไม่แน่นอนของกระบวนการ [9] นอกจากนี้ เวลา doubling methanogens (5-15 วัน) ได้สั่งสิบเวลานานกว่ากรดเป็นแบคทีเรีย (1 – 1.5 วัน) [10] ดังนั้น อัตราการเจือจางสูงและรักษาระยะเวลาผลซีดของ methanogens [11] Encapsulation เป็นโซลูชั่นน่าสนใจให้ล้างออกของเมทาโนเจนที่ โดยรักษาเซลล์ภายใน bioreactorอื่น ๆ ความท้าทายของการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจนจากส้มมาจากลักษณะของพื้นผิว เช่น ยูอย่างรวดเร็วและยับยั้งเกิดจาก limonene ผลไม้ขยะทั่วไปอย่างรวดเร็วได้ acidified เป็นระเหยกรดไขมัน (VFA) ใน pH ต่ำ และมีแนวโน้มยับยั้งการผลิตมีเทน [12,13] นอกจากนี้ จำนวนของการศึกษาได้รายงานว่า ของ limonene ในน้ำมันส้มทำการผลิตก๊าซชีวภาพของส้มเสีย [14-16] D-limonene มีจุลินทรีย์ผสมที่ประกอบขึ้นเป็น 90% ของน้ำมันเปลือกส้มจำเป็น [15] จะทำให้ล้มเหลวที่สุดของกระบวนการที่ความเข้มข้นของ 400 μL L mesophilic เนื่องย่อยอาหาร [15] และ ในช่วงของ 450-900 μL/L ในการย่อยอาหารชุด thermophilic [14]สามารถเอาชนะยูอย่างรวดเร็ว โดยใช้กระบวนการ 2 ขั้นตอนใน bioreactors ลำดับสองไฮโตรไลซ์/ยูและ methanogenesis สองระบบที่แสดงการปรับปรุงพื้นผิวย่อยสลายผลผลิตและผลิตก๊าซประสิทธิผล [13,17,18] อย่างไรก็ตาม กระบวนการสองขั้นตอนคือน้อยน่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรมเนื่องจากต้องออกแบบซับซ้อนมากขึ้นและต้นทุนที่สูงสำหรับติดตั้งและบำรุงรักษาของ digester [18] ประมาณ 90% ของ digesters ที่อินทรีย์เศษขยะเทศบาลและไบโอเสียในปัจจุบันใช้ในยุโรปจะดำเนินการในขั้นตอนเดียวระบบ [19] ดังนั้น การกระบวนการสองขั้นตอนในหนึ่งเครื่องปฏิกรณ์จะ industrially น่าสนใจความพยายามหลายครั้งได้รับการเสนอเพื่อเอาชนะปัญหายับยั้ง โดย limonene เช่น pretreatment ของเสียส้มเอา limonene หรือการใช้วิธีการป้องกันเซลล์ [16,20,21] สามารถเป็น pretreated เสียส้ม โดยวิธีการต่าง ๆ รวมทั้งไอน้ำกระจาย [20], กลั่นไอน้ำ [16], และกรดไฮโตรไลซ์ [22] อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง ซึ่งต้องใช้พลังงานสูง ดังนั้น ป้องกันเซลล์จะดีในแง่ของพลังงาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ตามที่องค์การอาหารและการเกษตร, สีส้มเป็นผลไม้เช่นมะนาวหลักเป็นหนึ่งในห้าอันดับแรกของสินค้าโภคภัณฑ์ในตลาดผลไม้ผลไม้ทั่วโลก [1] การผลิตส้มทั่วโลกถึง 69 ล้านตันในปี 2012 หรือคิดเป็น 8.5% ของการผลิตรวมของผลไม้ ประมาณ 40% -60% ของการผลิตส้มมีการประมวลผลสำหรับการผลิตน้ำผลไม้ที่ 50% -60% สิ้นสุดขึ้นเป็นของเสีย [2,3] การผลิตทั่วโลกเสียส้มเป็น 15-25000000 ตันต่อปี [3] ย่อยสลายทางชีวภาพสูงมีการสะสมของเสียส้มสร้างปัญหาร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกลิ่นหนักความอุดมสมบูรณ์ของน้ำชะขยะเช่นเดียวกับการดึงดูดแมลงวันและหนู [4] ดังนั้นการจัดการที่ยั่งยืนของเสียส้มเป็นที่น่าพอใจอย่างมาก ทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะเผาและการทำปุ๋ยหมักคือการแปลงของเสียนี้ในการผลิตก๊าซชีวภาพผ่านการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน [5,6] ก๊าซชีวภาพถือการใช้งานหลายอย่างเช่นน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะ, ความร้อน, การทำอาหารและการผลิตกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีสารตกค้างของการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่สามารถนำมาใช้เป็นบำรุงดินที่ดีเยี่ยมหลังจากการรักษาเล็กน้อย [7] นอกจากนี้การแปลงของเสียเช่นมะนาวลงไปในก๊าซชีวภาพคือการรวมกันของการลดมลพิษและการผลิตพลังงาน.
การผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียในกระบวนการส้มสามารถแบ่งได้เป็นสองขั้นตอนหลักคือการสร้างกรดและการผลิตก๊าซมีเทน กรดขึ้นรูปและก๊าซมีเทนสร้างจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันมากกับการไปถึงสรีรวิทยาความต้องการทางโภชนาการจลนพลศาสตร์การเจริญเติบโตและความไวต่อสภาพแวดล้อม [8] ล้มเหลวในการรักษาความสมดุลระหว่างทั้งสองกลุ่มจะนำไปสู่ความไม่แน่นอนของกระบวนการ [9] นอกจากนี้เวลาสองเท่าของ methanogens (5-15 วัน) อยู่ในลำดับที่สิบเวลานานกว่าในรูปของกรดแบคทีเรีย (1-1.5 วัน) [10] ดังนั้นอัตราการเจือจางสูงและการเก็บรักษาสั้นเวลาส่งผลในการซักจาก methanogens [11] Encapsulation เป็นทางออกที่น่าสนใจเพื่อป้องกันไม่ให้ล้างออกจาก methanogen โดยการรักษาเซลล์ที่อยู่ภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ.
ความท้าทายอื่น ๆ ของการเติมออกซิเจนจากของเสียส้มมาจากลักษณะของพื้นผิวเช่นกรดอย่างรวดเร็วและการยับยั้งการเกิดจาก limonene เสียผลไม้โดยทั่วไปเป็นกรดอย่างรวดเร็วเป็นกรดไขมันระเหย (VFA) ส่งผลให้มีค่า pH ต่ำและมีแนวโน้มที่จะยับยั้งกระบวนการผลิตก๊าซมีเทน [12,13] นอกจากนี้จากการศึกษาได้รายงานว่าการปรากฏตัวของ limonene ในน้ำมันส้มเป็นอุปสรรคต่อการผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียส้ม [14-16] D-limonene เป็นสารประกอบยาต้านจุลชีพที่ก่อ 90% ของเปลือกส้มน้ำมันที่สำคัญ [15] มันทำให้เกิดความล้มเหลวที่ดีที่สุดของกระบวนการที่ความเข้มข้น 400 ไมโครลิตร / ลิตรใน mesophilic การย่อยอาหารอย่างต่อเนื่อง [15] และในช่วง 450-900 ไมโครลิตร / ลิตรในการย่อยอาหารชุดทนร้อน [14] ได้.
กรดอย่างรวดเร็วสามารถเอาชนะโดยใช้สองขั้นตอน กระบวนการในสองถังหมักตามลำดับสำหรับการย่อยสลาย / กรดและ methanogenesis ระบบสองขั้นตอนที่แสดงให้เห็นในการปรับปรุงอัตราผลตอบแทนจากการย่อยสลายสารตั้งต้นในการผลิตก๊าซชีวภาพและ [13,17,18] อย่างไรก็ตามขั้นตอนสองขั้นตอนเป็นที่น่าสนใจไม่น้อยสำหรับอุตสาหกรรมเนื่องจากต้องการการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นและค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นสำหรับการติดตั้งและการบำรุงรักษาบ่อหมัก [18] นอกจากนี้ประมาณ 90% ของบ่อสำหรับการรักษาส่วนอินทรีย์ขยะมูลฝอยเทศบาลและชีวภาพของเสียที่ใช้ในปัจจุบันในยุโรปมีการดำเนินการในระบบขั้นตอนหนึ่ง [19] ดังนั้นการดำเนินการขั้นตอนสองขั้นตอนในหนึ่งเครื่องปฏิกรณ์จะเป็นที่น่าสนใจอุตสาหกรรม.
หลายครั้งได้รับการเสนอที่จะเอาชนะปัญหาการยับยั้งโดย limonene เช่นการปรับสภาพของเสียส้มเพื่อเอา ​​limonene หรือใช้วิธีการป้องกันเซลล์ [16,20,21 ] เสียส้มสามารถปรับสภาพโดยวิธีการหลายอย่างรวมทั้งระเบิดด้วยไอน้ำ [20], กลั่นด้วยไอน้ำ [16] และการย่อยสลายกรด [22] อย่างไรก็ตามวิธีการเหล่านี้จะดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงซึ่งจะต้องมีการใช้พลังงานสูง ดังนั้นการป้องกันมือถือเป็นที่นิยมมากในแง่ของการใช้พลังงาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตามที่องค์การอาหารและเกษตร ส้มเป็นส้มผลไม้หลัก เป็นหนึ่งในห้าอันดับแรกของผลไม้ สินค้าในตลาดผลไม้ทั่วโลก [ 1 ] การผลิตส้มทั่วโลกถึง 69 ล้านตันในปี 2012 แทน 8.5 % ของการผลิตผลไม้รวม ประมาณ 40% และ 60% ของการผลิตส้มมีการประมวลผล การผลิตน้ำผลไม้ ซึ่ง 50% - 60% สิ้นสุดขึ้นเป็นของเสีย [ 2 , 3 ]โลกผลิตส้มเสีย 15 – 25 ล้านตันต่อปี [ 3 ] มีการสะสมของของเสียที่ย่อยสลายทางชีวภาพสูง ส้มจะสร้างปัญหาให้กับสิ่งแวดล้อม เช่น กลิ่นหนักมากมายของน้ำชะมูลฝอย รวมทั้งดึงดูดแมลงวันและหนู [ 4 ] ดังนั้น การจัดการอย่างยั่งยืนของกากส้มเป็นที่น่าพอใจอย่างมากทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะทำคือการแปลงและเผาขยะนี้เป็นก๊าซชีวภาพผ่านระบบการย่อยอาหาร [ 5 , 6 ] ก๊าซชีวภาพมีโปรแกรมต่างๆ เช่น เชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะ , ความร้อน , การปรุงอาหาร , และการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้กากของการหมัก สามารถใช้เป็นครีมรองยอดเยี่ยมดินหลังจากการรักษา [ 7 ] นอกจากนี้การแปลงของเสียส้มเป็นก๊าซชีวภาพ คือการรวมกันของการลดมลพิษและพลังงานในการผลิต การผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียในกระบวนการ
ส้มสามารถแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอนหลัก คือ การสร้างกรด และเกิดก๊าซมีเทน กรดมีเทนขึ้นรูปขึ้นรูปและจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับสรีรวิทยา , ความต้องการ , จลนศาสตร์การเจริญเติบโตทางโภชนาการ[ 8 ] และความไวต่อสภาวะแวดล้อม ความล้มเหลวในการรักษาความสมดุลระหว่างทั้งสองกลุ่มจะนำไปสู่ความไร้เสถียรภาพของกระบวนการ [ 9 ] โดยมากเวลาสร้างมีเทน ( 5 - 15 วัน ) เพื่อสิบครั้งนานกว่าเป็นแบคทีเรียกรด ( 1 – 1.5 วัน ) [ 10 ] ดังนั้นอัตราการสูง และเวลาการเก็บรักษาสั้นส่งผลให้ล้างออกสร้างมีเทน [ 11 ]Encapsulation คือโซลูชั่นที่น่าสนใจเพื่อป้องกันไม่ให้ล้างออกของจุลินทรีย์โดยการรักษาเซลล์ภายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ .
ความท้าทายอื่น ๆย่อยไร้อากาศจากส้มเสียมาจากลักษณะของผิว เช่น กรดอย่างรวดเร็วและการยับยั้งที่เกิดจากลิโมนินผลของเสียทั่วไปมากอย่างรวดเร็วปรับเป็นกรดไขมันที่ระเหยได้ ( ง่าย ) ส่งผลให้ pH ต่ำและมีแนวโน้มที่จะยับยั้งกระบวนการผลิตก๊าซมีเทน [ 12 , 13 ‘ ] นอกจากนี้ มีงานวิจัยรายงานว่าตนของลิโมนินในส้มน้ำมันเป็นอุปสรรคต่อการผลิตก๊าซชีวภาพจากกากส้ม [ 14 – 16 ] ดี ลิโมนีน เป็นสารต้านเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อ 90% เป็นเปลือกส้มน้ำมัน [ 15 ]มันทำให้เกิดความล้มเหลวที่สุดของกระบวนการที่ความเข้มข้น 400 μ L / L ในการย่อยอาหาร [ 15 ] และมีอย่างต่อเนื่องในช่วง 450 - 900 μ l / l และการย่อยอาหารในชุด [ 14 ] .
อย่างรวดเร็วสร้างสามารถเอาชนะโดยการใช้กระบวนการแบบต่อเนื่องในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ 2 / กรดไฮโดร และช้าระบบสองขั้นตอนคือการแสดงเพื่อปรับปรุงพื้นผิวและการย่อยสลายการผลิตก๊าซชีวภาพ 13,17,18 [ ต่อ ] อย่างไรก็ตาม กระบวนการสองขั้นตอนคือน้อยที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรมตั้งแต่มันต้องมีการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น และต้นทุนที่สูงขึ้นสำหรับการติดตั้งและการบำรุงรักษา โดย [ 18 ] นอกจากนี้ , ประมาณ ,