Microalgae areunicellular plants th

Microalgae are
unicellular plants that are either autotrophic or heterotrophic and can grow in
diverse environment (Mata et al., 2010). Autotrophic algae harness sunlight
and fix atmospheric CO2 into carbohydrates such as starch and cellulose via
photosynthesis. On the other hand, heterotrophic algae species can utilize
small organic carbon compounds that are turned into lipids, protein, and oils
(John et al., 2011). Conversely, macroalgae are large multicellular marine
algae obtained from natural and cultivated resources. Harvested macroalgae
(red, brown and green) are mainly used to produce hydrocolloids that
constitute 10-40% of their biomass. Macroalgae has a low concentration of
lipids and primarily contains 35-74% carbohydrates and 5-35% proteins (Ito
and Hori, 1989). Conversely, most of the microalgae such as Botryococcus
braunii, Chlorella sp., Nannochloris sp., Nitzschia sp., Schizochytrium sp.
have at least 20-50% oil content (Chisti, 2007). Several studies have reported
the production of bioethanol from both micro- and macro-algal biomass
(Fasahati et al., 2015; Harun et al., 2010; Harun et al., 2014; John et al., 2011;
Jung et al., 2013). Starch and cellulose are extracted from algae biomass using
mechanical shear or by enzyme hydrolysis, after which they are utilized for
bioethanol production (John et al., 2011). Enzymatic hydrolysis of cellulose
from algae is simpler than from plant biomass due to negligible or no
presence of lignin in algae. Various species of algae were reported to contain
different starch and biomass content after oil extraction (John et al., 2011).
Ethanol production from algal starch is similar to conversion processes of
starch or sugars to ethanol discussed in section 1.1. The conversion
technologies of algal and plant based cellulosic biomass to ethanol are
similar, which are discussed in sections 2 and 3 of this review article.
Algae can grow on non-arable lands and do not change land usage.
Further, CO2 produced in industrial flue gases can be used to produce algal
biomass (Brennan and Owende, 2010). Another main advantage of algal
biomass is that it does not require fresh water for cultivation. Waste
waterfrom industrial and domestic sewage can also be used for the cultivation
of algal biomass (Mussatto et al., 2010).
The major obstacle for the commercialization of algal biofuels is process
economics. Harvesting corresponds to 20-30% of total cultivation costs
(Demirbas and Fatih Demirbas, 2011). Cultivation of microalgae through
open ponds is economical but has inherent disadvantages such as low
productivity, water loss, low CO2 utilization, and high affinity to be
contaminated by other algal strains (Chisti, 2007; John et al., 2011; Posten
and Schaub, 2009). The disadvantages of open ponds led to development of
closed photobioreactors, which facilitate higher productivity, less
contamination, and less water loss. However, photobioreactors suffered from
CO2, O2 and pH gradients, wall growth, fouling, hydrodynamic stress, and
high scale up costs (John et al., 2011). While macroalgae has recently gained
renewed interest as bioethanol feedstock; its process economics are not fully
addressed. Nevertheless, a recent quantitative sustainability assessment on
macroalgae reported it to have a potential as a sustainable bioethanol
feedstock (Park et al., 2014).
Conversion of non-food based feedstocks to bioethanol and other products
can be broadly classified into chemical and biological processes. Further,
biological conversion of biomass can be through direct or indirect
fermentation. Bioethanol can be produced through direct fermentation of the
biomass via hydrolysis-fermentation and through indirect fermentation via
syngas fermentation. In this article, ethanol production through hydrolysisfermentation
is briefly discussed followed by a detailed review of syngas
fermentation process an indirect biomass conversion process to produce
bioethanol. Discussion on thermochemical conversion processes can be found
elsewhere and is out of scope of this review article

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มี Microalgaeพืช unicellular autotrophic หรือ heterotrophic และสามารถเติบโตในหลากหลายสภาพแวดล้อม (ภะรัตมะตะ et al., 2010) Autotrophic สาหร่ายเทียมแสงและแก้ไขบรรยากาศ CO2 เป็นคาร์โบไฮเดรตเช่นแป้งและเซลลูโลสผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง บนมืออื่น ๆ สามารถใช้สายพันธุ์สาหร่าย heterotrophicสารอินทรีย์คาร์บอนขนาดเล็กที่เปิดเป็นโครงการ โปรตีน และน้ำมัน(จอห์นเอ็ด al., 2011) ในทางกลับกัน macroalgae มีทะเลใหญ่สิ่งสาหร่ายที่ได้รับจากทรัพยากรธรรมชาติ และปลูก เก็บเกี่ยว macroalgae(สีแดง สีน้ำตาล และสีเขียว) ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิต hydrocolloids ที่เป็น 10-40% ของชีวมวลของพวกเขา Macroalgae มีความเข้มข้นต่ำสุดของโครงการ และส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต 35-74% และโปรตีน 5-35% (อิโตะก Hori, 1989) ในทางกลับกัน ส่วนใหญ่ของ microalgae เช่น Botryococcusbraunii, Chlorella sp. Nannochloris sp. Nitzschia sp. Schizochytrium spมีอย่างน้อย 20-50% น้ำมันเนื้อหา (Chisti, 2007) มีรายงานการศึกษาหลายผลิตจากชีวมวลทั้งไมโคร - และแมโคร-algal bioethanol(Fasahati et al., 2015 Harun et al., 2010 Harun et al., 2014 จอห์นเอ็ด al., 2011จุง et al., 2013) แป้งและเซลลูโลสที่สกัดจากสาหร่ายชีวมวลโดยใช้เฉือนของเครื่องจักรกลหรือ โดยเอนไซม์ไฮโต รไลซ์ หลังจากที่พวกเขาจะใช้สำหรับผลิต bioethanol (จอห์นเอ็ด al., 2011) ไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบของเซลลูโลสจากสาหร่ายจะง่ายกว่าจากพืชชีวมวลเนื่องจากระยะหรือไม่สถานะของ lignin ในสาหร่าย มีรายงานของสาหร่ายชนิดต่าง ๆ มีแตกต่างกันแป้งและชีวมวลเนื้อหาหลังจากสกัดน้ำมัน (จอห์นเอ็ด al., 2011)เอทานอลผลิตจากแป้ง algal จะคล้ายกับกระบวนการแปลงแป้งหรือน้ำตาลกับเอทานอลที่กล่าวถึงในหัวข้อ 1.1 การแปลงเทคโนโลยีของ algal และชีวมวล cellulosic พืชใช้กับเอทานอลคล้ายกัน ซึ่งจะอธิบายไว้ในส่วนที่ 2 และ 3 ของบทความนี้ทบทวนสาหร่ายสามารถเติบโตในดินแดนไม่ใช่เพาะปลูก และเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินเพิ่มเติม สามารถใช้ CO2 ในการผลิตก๊าซอุตสาหกรรมชำระล้างกรดผลิต algalชีวมวล (เบรนแนนและ Owende, 2010) ประโยชน์หลักอื่นของ algalชีวมวลคือ ว่า มันไม่ต้องใช้น้ำสำหรับการเพาะปลูก เสียน้ำเสียอุตสาหกรรม และภายในประเทศ waterfrom ใช้สำหรับเพาะปลูกของ algal ชีวมวล (Mussatto et al., 2010)อุปสรรคสำคัญสำหรับ commercialization ของเชื้อเพลิงชีวภาพ algal เป็นกระบวนการเศรษฐศาสตร์ เก็บเกี่ยวตรงกับ 20-30% ของต้นทุนการเพาะปลูกรวม(Demirbas กเฟธ Demirbas, 2011) เพาะปลูกของ microalgae ผ่านเปิดบ่อประหยัด แต่มีข้อเสียโดยธรรมชาติเช่นต่ำผลผลิต สูญเสียน้ำ ใช้ CO2 ต่ำ และความสัมพันธ์สูงจะปนเปื้อน โดยสายพันธุ์อื่น ๆ algal (Chisti, 2007 จอห์นเอ็ด al., 2011 Postenก Schaub, 2009) ข้อเสียของบ่อเปิดที่นำไปสู่การพัฒนาปิด photobioreactors ที่เอื้ออำนวยให้ผลผลิตสูง ต่ำปนเปื้อน และลดการสูญเสียน้ำ Photobioreactors รับความเดือดร้อนอย่างไรก็ตาม จากCO2, O2 และ pH ไล่ระดับสี เจริญเติบโตของผนัง fouling ความ เครียด hydrodynamic และขนาดสูงค่าต้นทุน (จอห์นเอ็ด al., 2011) ขณะที่ล่าสุดได้รับ macroalgaeดอกเบี้ยใหม่เป็นวัตถุดิบ bioethanol เศรษฐศาสตร์ของกระบวนการไม่ครบอยู่ อย่างไรก็ตาม การล่าความยั่งยืนเชิงปริมาณผลmacroalgae รายงานให้มีศักยภาพเป็น bioethanol ยั่งยืนวัตถุดิบ (สวนร้อยเอ็ด al., 2014)แปลงไม่ใช่อาหารตามวมวล bioethanol และผลิตภัณฑ์อื่น ๆสามารถทั่วไปแบ่งออกเป็นกระบวนการทางเคมี และชีวภาพ เพิ่มเติมแปลงทางชีวภาพของชีวมวลสามารถจะ โดยทางตรง หรือทางอ้อมหมัก สามารถผลิต Bioethanol หมักโดยตรงชีวมวล ทางไฮโตรไลซ์หมัก และหมักทางอ้อมผ่านsyngas หมัก ในบทความนี้ เอทานอลผลิต โดย hydrolysisfermentationสั้น ๆ กล่าวถึงตาม ด้วยการตรวจสอบรายละเอียดของ syngasกระบวนการแปลงชีวมวลทางอ้อมในการผลิตกระบวนการหมักbioethanol สามารถพบสนทนากระบวนการแปลง thermochemicalอื่น ๆ และอยู่นอกขอบเขตของบทความนี้ทบทวน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สาหร่ายเป็นพืชเซลล์เดียวที่มีทั้ง autotrophic หรือ heterotrophic และสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความหลากหลาย(Mata et al., 2010) แสงแดดเทียมสาหร่าย autotrophic และแก้ไข CO2 ลงในบรรยากาศคาร์โบไฮเดรตเช่นแป้งเซลลูโลสและผ่านการสังเคราะห์แสง บนมืออื่น ๆ สายพันธุ์สาหร่าย heterotrophic สามารถใช้สารอินทรีย์คาร์บอนขนาดเล็กที่จะกลายเป็นไขมันโปรตีนและน้ำมัน(จอห์น et al., 2011) ตรงกันข้ามเป็นสาหร่ายทะเลขนาดใหญ่เซลล์สาหร่ายที่ได้รับจากทรัพยากรธรรมชาติและการเพาะปลูก เก็บเกี่ยวสาหร่าย(สีแดง, สีน้ำตาลและสีเขียว) ที่ใช้เป็นหลักในการผลิตไฮโดรคอลลอยด์ที่เป็น10-40% ของน้ำหนักของพวกเขา สาหร่ายมีความเข้มข้นต่ำของไขมันและส่วนใหญ่มีคาร์โบไฮเดรต 35-74% และโปรตีน 5-35% (อิโตะและHori, 1989) ตรงกันข้ามส่วนใหญ่ของสาหร่ายทะเลขนาดเล็กเช่น Botryococcus braunii, Chlorella sp. Nannochloris sp. Nitzschia sp. Schizochytrium sp. + มีอย่างน้อย 20-50% ปริมาณน้ำมัน (Chisti 2007) การศึกษาหลายแห่งได้มีการรายงานการผลิตเอทานอลจากทั้งไมโครและชีวมวลมหภาคสาหร่าย(Fasahati et al, 2015;. Harun et al, 2010;. Harun et al, 2014;.. จอห์น et al, 2011; Jung et al, 2013) แป้งและเซลลูโลสที่สกัดจากสาหร่ายชีวมวลโดยใช้แรงเฉือนกลหรือโดยการย่อยสลายเอนไซม์หลังจากที่พวกเขาถูกนำมาใช้สำหรับการผลิตเอทานอล(จอห์น et al., 2011) เอนไซม์ย่อยสลายเซลลูโลสจากสาหร่ายจะง่ายกว่าจากชีวมวลพืชอันเนื่องมาจากเล็กน้อยหรือไม่มีการปรากฏตัวของลิกนินในสาหร่าย สายพันธุ์ต่างๆของสาหร่ายที่ได้รับรายงานว่าจะมีแป้งที่แตกต่างกันและเนื้อหาชีวมวลหลังจากสกัดน้ำมัน (จอห์น et al., 2011). การผลิตเอทานอลจากแป้งสาหร่ายมีความคล้ายคลึงกับกระบวนการแปลงของแป้งหรือน้ำตาลเอทานอลกล่าวถึงในส่วน 1.1 การแปลงเทคโนโลยีของสาหร่ายและพืชชีวมวล cellulosic เอทานอลมีความคล้ายกันซึ่งจะกล่าวถึงในส่วนที่2 และ 3 ของบทความรีวิวนี้. สาหร่ายสามารถเจริญเติบโตได้ในดินแดนที่ไม่ได้ทำกินและไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน. นอกจากนี้ CO2 ที่ผลิตในปล่องอุตสาหกรรม ก๊าซสามารถนำมาใช้ในการผลิตสาหร่ายชีวมวล(เบรนแนนและ Owende 2010) อีกประโยชน์หลักของสาหร่ายชีวมวลก็คือว่ามันไม่ต้องใช้น้ำจืดสำหรับการเพาะปลูก เสียwaterfrom น้ำเสียอุตสาหกรรมและในประเทศนอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้สำหรับการเพาะปลูกของชีวมวลสาหร่าย(Mussatto et al., 2010). อุปสรรคที่สำคัญสำหรับการค้าของเชื้อเพลิงชีวภาพสาหร่ายเป็นกระบวนการเศรษฐศาสตร์ สอดคล้องกับการเก็บเกี่ยว 20-30% ของค่าใช้จ่ายในการเพาะปลูกรวม(Demirbas และ Fatih Demirbas 2011) การเพาะปลูกของสาหร่ายผ่านบ่อเปิดประหยัดแต่มีข้อเสียโดยธรรมชาติเช่นต่ำการผลิต, การสูญเสียน้ำการใช้ CO2 ต่ำและความสัมพันธ์กันสูงจะได้รับการปนเปื้อนจากสายพันธุ์สาหร่ายที่อื่นๆ (Chisti 2007 จอห์น et al, 2011;. Posten และ Schaub, 2009) ข้อเสียของการเปิดบ่อนำไปสู่การพัฒนาของphotobioreactors ปิดที่อำนวยความสะดวกการผลิตที่สูงขึ้นน้อยกว่าการปนเปื้อนและการสูญเสียน้ำน้อย อย่างไรก็ตาม photobioreactors รับความเดือดร้อนจากCO2, O2 และไล่ระดับพีเอชเจริญเติบโตผนังเหม็นความเครียดอุทกพลศาสตร์และค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นขนาด(จอห์น et al., 2011) ในขณะที่สาหร่ายเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความสนใจเป็นวัตถุดิบเอทานอล; เศรษฐศาสตร์กระบวนการของมันไม่ได้อย่างเต็มที่การแก้ไข อย่างไรก็ตามการประเมินความยั่งยืนเชิงปริมาณล่าสุดเกี่ยวกับสาหร่ายรายงานไปยังมีศักยภาพในการเป็นเอทานอลอย่างยั่งยืนวัตถุดิบ(พาร์ et al., 2014). การแปลงวัตถุดิบตามที่ไม่ใช่อาหารเพื่อเอทานอลและผลิตภัณฑ์อื่น ๆสามารถแบ่งออกเป็นกระบวนการทางเคมีและชีวภาพ . นอกจากนี้การแปลงทางชีวภาพของชีวมวลสามารถผ่านตรงหรือทางอ้อมหมัก เอทานอลสามารถผลิตได้ผ่านการหมักโดยตรงของชีวมวลที่ผ่านการย่อยสลายหมักและผ่านการหมักโดยอ้อมผ่านการหมักsyngas ในบทความนี้ผลิตเอทานอลผ่าน hydrolysisfermentation เป็นเวลาสั้น ๆ ที่กล่าวถึงตามด้วยการทบทวนรายละเอียดของ syngas กระบวนการหมักขั้นตอนการแปลงชีวมวลทางอ้อมในการผลิตเอทานอล การอภิปรายเกี่ยวกับกระบวนการแปลงความร้อนที่สามารถพบได้ที่อื่น ๆ และจะออกจากขอบเขตของบทความรีวิวนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

สาหร่ายเป็นพืชเซลล์เดียวที่ให้โตโทรฟ

และหรือแบบที่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ( Mata et al . , 2010 ) โตโทรฟสาหร่ายเทียมแสงแดด
ซ่อมคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศเป็นคาร์โบไฮเดรต เช่น แป้ง และเซลลูโลสผ่าน
การสังเคราะห์แสง บนมืออื่น ๆ , แบบสาหร่ายชนิดสามารถใช้
ขนาดเล็กสารประกอบคาร์บอนอินทรีย์ที่กลายเป็นไขมัน โปรตีนและน้ำมัน
( จอห์น et al . , 2011 ) ตรงกันข้าม ( มีขนาดใหญ่มีสาหร่ายที่ได้จากธรรมชาติและทะเล
ปลูกทรัพยากร เก็บเกี่ยว (
( สีแดง , สีน้ำตาลและสีเขียว ) ใช้เป็นหลักในการผลิตไฮโดรคอลลอยด์ที่
เป็น 10-40% ของมวลชีวภาพของพวกเขา ( มีความเข้มข้นต่ำ และมีไขมันเป็นหลัก
35-74 % คาร์โบไฮเดรตและโปรตีน ( ITO และ 5-35 %
โฮริ , 1989 )แต่ส่วนใหญ่ของสาหร่ายขนาดเล็ก เช่น botryococcus
braunii Chlorella sp . , nannochloris sp . , nitzschia sp . , schizochytrium sp .
มีอย่างน้อย 20-50 % ปริมาณน้ำมัน ( จิสติ , 2007 ) การศึกษาหลายรายงาน
การผลิตเอทานอลจากชีวมวลสาหร่ายทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่
( fasahati et al . , 2015 ; Aaron et al . , 2010 ; Aaron et al . , 2014 ; จอห์น et al . , 2011 ;
จอง et al . , 2013 )แป้งและเซลลูโลสเป็นสารสกัดจากชีวมวลสาหร่ายโดยใช้
กลเฉือนหรือโดยการย่อยด้วยเอนไซม์ , หลังจากที่พวกเขาจะถูกใช้เพื่อการผลิตเอทานอล
( จอห์น et al . , 2011 ) เอนไซม์ย่อยสลายเซลลูโลส
จากสาหร่ายจะง่ายกว่าจากชีวมวลพืชเนื่องจากกระจอกหรือการแสดงตนของลิกนินในสาหร่ายไม่

หลายสายพันธุ์ของสาหร่ายพบว่าประกอบด้วย
แป้งที่แตกต่างกัน และชีวมวล เนื้อหาหลังจากการสกัดน้ำมัน ( จอห์น et al . , 2011 ) .
การผลิตเอทานอลจากสาหร่าย แป้งที่คล้ายกับกระบวนการการแปลง
แป้งหรือน้ำตาลเอทานอลที่กล่าวถึงในส่วน 1.1 . เทคโนโลยีการแปลง
จากสาหร่าย และพืชที่ใช้ชีวมวลเซลลูโลสเอทานอลเป็น
ที่คล้ายกันซึ่งจะกล่าวถึงในส่วนที่ 2 และ 3 ของบทความรีวิวนี้
.สาหร่ายสามารถเจริญเติบโตได้ในที่ดินไม่เหมาะแก่การเพาะปลูก และเปลี่ยนการใช้ที่ดิน
เพิ่มเติม CO2 ที่ผลิตในอุตสาหกรรมก๊าซไอเสียที่สามารถใช้ในการผลิตชีวมวลสาหร่าย
( เบรน และ owende , 2010 ) อีกประโยชน์หลักของชีวมวลสาหร่าย
คือมันไม่ต้องใช้น้ำเพื่อการเพาะปลูก ของเสียจากอุตสาหกรรมและในประเทศ
สิ่งปฏิกูลที่ยังสามารถใช้สำหรับการเพาะปลูก
มวลชีวภาพของสาหร่าย ( mussatto et al . , 2010 )
อุปสรรคสำคัญสำหรับ commercialization ของสาหร่ายเชื้อเพลิงชีวภาพคือกระบวนการ
เศรษฐศาสตร์ การเก็บเกี่ยวที่สอดคล้องกับต้นทุนการเพาะปลูกรวม 20-30 %
( demirbas และฟาติ demirbas , 2011 ) การเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กผ่าน
เปิดบ่อคือประหยัด แต่มีข้อเสียโดยธรรมชาติเช่นต่ำ
ผลผลิต การสูญเสียน้ำ การใช้ CO2 ต่ำและ affinity สูงเป็น
โดยสายพันธุ์สาหร่ายปนเปื้อนอื่น ๆ ( จิสติ , 2007 ; จอห์น et al . , 2011 ; ระเบียน
และการช็อบ , 2009 ) ข้อเสียของบ่อเปิด นำไปสู่การพัฒนา
ปิด photobioreactors ซึ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตที่สูงขึ้น การปนเปื้อนน้อย
และการสูญเสียน้ำได้น้อยลง อย่างไรก็ตาม photobioreactors ความเดือดร้อนจาก
CO2 , O2 และ pH ไล่ , การเจริญเติบโต , ผนังเปรอะเปื้อน ความเครียดสูง ดัชนีปรับขึ้นค่าใช้จ่ายและ
( จอห์น et al .2011 ) ในขณะที่ ( ปัจจุบันได้รับความสนใจอีกครั้งเป็นวัตถุดิบเอทานอล
; กระบวนการทางเศรษฐศาสตร์ได้ไม่เต็มที่
จ่าหน้า อย่างไรก็ตาม ล่าสุด ปริมาณ ด้านการประเมิน
( รายงานให้มีศักยภาพเป็นวัตถุดิบเอทานอล
ยั่งยืน ( ปาร์ค et al . , 2010 ) .
การแปลงไม่ใช่อาหารตามวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์อื่น ๆสำหรับเพลง
สามารถแบ่งกว้างเป็นกระบวนการทางเคมีและทางชีวภาพ การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพต่อไป
ชีวมวลสามารถผ่านโดยตรงหรือทางอ้อม
หมัก ผ่านการหมักเอทานอลสามารถผลิตได้โดยตรงจากชีวมวลผ่านการหมักและผ่านการย่อย

ทางอ้อมผ่านการหมักแก๊สหมัก ในบทความนี้ การผลิตเอทานอลจาก hydrolysisfermentation
ในเวลาสั้น ๆกล่าวถึงติดตามรายละเอียดของกระบวนการหมักแก๊ส
ทางอ้อมกระบวนการการแปลงชีวมวลเพื่อผลิตเอทานอล
. การอภิปรายเกี่ยวกับการแปลงกระบวนการเคมีความร้อนสามารถพบ
ที่อื่นและไม่มีขอบเขตของบทความนี้รีวิว