2.1. Selective-fractionation techno

2.1. Selective-fractionation technology

Pretreatment plays a significant role in bioethanol production from lignocellulosic biomass [14], [23] and [24]. Its objective is to disrupt the recalcitrance and heterogeneous structure, increase the accessibility of hydrolytic enzymes, and reduce the inhibitors to subsequent process [4] and [13]. To achieve the objective, it is essential to overcome the intrinsic characteristic of lignocellulosic biomass, including recalcitrance, heterogeneity, multi-composition, and diversity [59].

The intrinsic structural factors have been thought as the direct resistance to the conversion of lignocellulosic biomass into ethanol [60]. Analysis of morphological structure showed that lignocellulosic biomass was essentially a porous medium. Zhao and Chen reported that intrinsic structure of corn stover was a porous medium with cell wall and middle lamella as skeleton, forming pore with different diameters for the storage and transport of flow. Pores of corn stover can be classified into five classes according to their morpha and diameter: molecule capillary (3–11 nm), cell wall capillary (11–100 nm), cell lamellar capillary (100–1300 nm), cell lumen capillary (1.3–50 μm) and particle capillary (50–370 μm) [19].

The efficient enzymatic hydrolysis means that the cellulase and hydrolysate can transfer effectively within the porous structure. Thus the porous structure, especially pore size distribution is largely responsible for the efficiency of enzymatic hydrolysis [61]. In order to increase the economic viability, the pretreatment should aim to increase the effective porous structure for enzymatic hydrolysis. Steam explosion has been recognized as one of the most efficient pretreatment technologies for agricultural residues [62]. According to the report by Zhao and Chen, the porosity, percolation fractal dimension, pore diameter and specific surface area of corn stover after steam-explosion pretreatment increased by 10.12%, 2.11%, 374% and 81.79% respectively than untreated, while tortuosity decreased by 55.27% [19]. All these changes in structure improved the key mass transport parameters of percolation probability and threshold pressure, which were increased by 21.33% and 86.16%, respectively , while permeability increased by 44.16 times. The correlation of intrinsic structure, mass transport parameters and enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass were also analyzed. Results indicated that only threshold pressure was related to enzymatic hydrolysis yield significantly. It was revealed that steam explosion enhanced enzymatic hydrolysis by deconstructing the recalcitrance and subsequently reducing the threshold pressure.

The components of corn stover were also selectively fractionated by steam explosion pretreatment [59]. The effect of steam explosion on component within a 50 m3 industrial steam explosion reactor was shown in Fig. 3. After steam explosion pretreatment, 80% of hemicellulose was hydrolyzed and recovered, meanwhile more than 90% of cellulose was left in the biomass. These results were corresponded to the data of steam exploded straw with the laboratory reactor pretreatment [19].

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2.1. เลือกแยกเทคโนโลยีปรับสภาพมีบทบาทสำคัญในการผลิต bioethanol จากชีวมวล lignocellulosic [14], [23] และ [24] มีวัตถุประสงค์คือการ ทำให้ recalcitrance และโครงสร้างแตกต่างกัน เพิ่มการเข้าถึงของไฮโดรไลติกเอนไซม์ และลดสารที่ยับยั้งการ [4] และ [13] เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเอาชนะลักษณะแท้จริงของชีวมวล lignocellulosic, recalcitrance, heterogeneity หลายองค์ และความหลากหลาย [59]ปัจจัยโครงสร้างแท้จริงได้ถูกคิดว่า เป็นความต้านทานโดยตรงการแปรสภาพชีวมวล lignocellulosic เอทานอล [60] การวิเคราะห์โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาพบว่าชีวมวล lignocellulosic เป็นหลักการกลางที่มีรูพรุน Zhao และเฉินรายงานว่า โครงสร้างลักษณะของข้าวโพด stover ไม่กลางรูผนังเซลล์และดูดซับกลางเป็นโครงกระดูก รูปรูขุมขน มีขนาดแตกต่างกันสำหรับจัดเก็บและการขนส่งของไหล รูขุมขนของข้าวโพด stover สามารถจำแนกเป็นห้าชั้นตามความ morpha และเส้นผ่าศูนย์กลาง: โมเลกุลฝอย (3-11 nm), เซลล์ที่ผนังเส้นเลือดฝอย (11-100 nm), เซลล์ชั้นหลอดเลือดฝอย (100-1300 nm), เซลล์ลูเมนฝอย (1.3-50 ไมครอน) และอนุภาคฝอย (50 – 370 ไมครอน) [19]การย่อยเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพหมายความ ว่า cellulase และฉีดสามารถถ่ายโอนได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในโครงสร้างรูพรุน ดังนั้น โครงสร้างรูพรุน การกระจายขนาดของรูขุมขนโดยเฉพาะส่วนใหญ่ประสิทธิภาพของเอนไซม์สลาย [61] ก็จะ เพื่อเพิ่มในเชิงเศรษฐกิจ การปรับสภาพควรมุ่งการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างรูพรุนสำหรับเอนไซม์ในระบบย่อย รับการระเบิดของไอน้ำเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สวยงามมากกว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับเกษตรตก [62] ตามรายงานของ Zhao และเฉิน พรุน percolation มิติเศษส่วน รูขุมขนเส้นผ่าศูนย์กลางและพื้นที่เฉพาะของ stover ข้าวโพดหลังจากปรับสภาพไอน้ำระเบิดเพิ่มทรัพย์ 10.12%, 2.11%, 374% และ 81.79% ตามลำดับกว่าทา ในขณะที่ tortuosity ลดลง% 55.27 [19] เปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในโครงสร้างการปรับปรุงพารามิเตอร์การขนส่งมวลชนที่สำคัญของ percolation โอกาสและขีดจำกัดความดัน ซึ่งเพิ่มขึ้น 21.33% และ 86.16% ตามลำดับ ในขณะที่ซึมผ่านเพิ่มขึ้น 44.16 ครั้ง นอกจากนี้ยังได้วิเคราะห์ความสัมพันธ์ของโครงสร้างที่แท้จริง พารามิเตอร์การขนส่งมวลชน และเอนไซม์สลายของชีวมวล lignocellulosic ผลลัพธ์แสดงว่า เฉพาะเกณฑ์ความดันถูกเกี่ยวข้องกับผลผลิตเอนไซม์ย่อยมาก รับการเปิดเผยที่ระเบิดไอน้ำเพิ่มเอนไซม์ในระบบย่อย โดย deconstructing recalcitrance การ และต่อมาลดความดันจำกัดส่วนประกอบของข้าวโพด stover ยังเลือกได้ถูกแบ่ง โดยปรับสภาพไอน้ำระเบิด [59] ผลของการระเบิดของไอน้ำส่วนประกอบภายในเครื่องปฏิกรณ์ระเบิดไอน้ำอุตสาหกรรม m3 50 ถูกแสดงในรูป 3 หลังจากปรับสภาพไอน้ำระเบิด hydrolyzed และกู้ 80% ของ hemicellulose ขณะ อยู่กว่า 90% ของเซลลูโลสในชีวมวล ผลลัพธ์เหล่านี้ได้ผูกพันกับข้อมูลของไอน้ำที่กระจายฟางพร้อมปรับสภาพระบบห้องปฏิบัติการ [19]

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2.1 เทคโนโลยี Selective-แยกปรับสภาพมีบทบาทสำคัญในการผลิตเอทานอลจากชีวมวลลิกโนเซลลูโลส [14] [23] และ [24] โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำลายความดื้อรั้นและโครงสร้างที่แตกต่างกัน, เพิ่มการเข้าถึงของเอนไซม์ย่อยสลายและลดสารยับยั้งกระบวนการที่จะตามมา [4] และ [13] เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์นั้นมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเอาชนะในลักษณะที่แท้จริงของชีวมวลลิกโนเซลลูโลสรวมทั้งดื้อรั้น, ความแตกต่างหลายองค์ประกอบและความหลากหลาย [59]. ปัจจัยโครงสร้างภายในได้รับการคิดเป็นต้านทานโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลงของชีวมวลลิกโนเซลลูโลสเข้าไปใน เอทานอล [60] การวิเคราะห์โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาพบว่าชีวมวลลิกโนเซลลูโลสเป็นหลักเป็นสื่อที่มีรูพรุน Zhao และเฉินรายงานว่าโครงสร้างที่แท้จริงของซังข้าวโพดเป็นรูพรุนขนาดกลางที่มีผนังเซลล์และโครงสร้างที่บางกลางเป็นโครงกระดูกไว้รูขุมขนที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางที่แตกต่างกันสำหรับการจัดเก็บและการขนส่งของการไหล รูขุมขนของซังข้าวโพดสามารถแบ่งได้เป็นห้าชั้นเรียนตาม Morpha ของพวกเขาและเส้นผ่าศูนย์กลาง: โมเลกุลของเส้นเลือดฝอย (3-11 นาโนเมตร) ผนังเซลล์ของเส้นเลือดฝอย (11-100 นาโนเมตร) เซลล์เส้นเลือดฝอย lamellar (100-1,300 นาโนเมตร) เซลล์ลูเมนเส้นเลือดฝอย ( 1.3-50 ไมครอน) และอนุภาคของเส้นเลือดฝอย (50-370 ไมครอน) [19]. เอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพหมายความว่าเซลลูเลสและไฮโดรไลสามารถถ่ายโอนได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในโครงสร้างที่มีรูพรุน ดังนั้นโครงสร้างรูพรุนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระจายขนาดรูขุมขนเป็นส่วนใหญ่รับผิดชอบสำหรับประสิทธิภาพของเอนไซม์ย่อยสลาย [61] เพื่อเพิ่มศักยภาพทางเศรษฐกิจ, การปรับสภาพควรมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มโครงสร้างรูพรุนที่มีประสิทธิภาพการย่อยโปรตีน อบไอน้ำระเบิดได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดการปรับสภาพสารตกค้างทางการเกษตร [62] ตามรายงานจาก Zhao และเฉินรูพรุน, ซึมมิติเศษส่วนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางรูขุมขนและพื้นที่ผิวที่เฉพาะเจาะจงของซากถั่วลิสงข้าวโพดหลังจากปรับสภาพไอระเบิดเพิ่มขึ้น 10.12%, 2.11%, 374% และ 81.79% ตามลำดับกว่าได้รับการรักษาในขณะที่คดเคี้ยวลดลง โดย 55.27% [19] การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทั้งหมดในโครงสร้างที่ดีขึ้นพารามิเตอร์การขนส่งที่สำคัญมวลของความน่าจะซึมและความดันเกณฑ์ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 21.33% และ 86.16% ตามลำดับในขณะที่การซึมผ่านเพิ่มขึ้นจาก 44.16 เท่า ความสัมพันธ์ของโครงสร้างภายในพารามิเตอร์ขนส่งมวลชนและการย่อยโปรตีนของสารชีวมวลลิกโนเซลลูโลสยังถูกนำมาวิเคราะห์ ผลการวิจัยพบว่ามีเพียงความดันเกณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับอัตราผลตอบแทนของเอนไซม์ย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญ มันก็ถูกเปิดเผยว่าระเบิดด้วยไอน้ำที่เพิ่มขึ้นจากการย่อยสลายของเอนไซม์ถอนรากดื้อรั้นและต่อมาลดความดันเกณฑ์. ส่วนประกอบของซากถั่วลิสงข้าวโพดยังได้รับการคัดเลือกโดย fractionated ระเบิดด้วยไอน้ำปรับสภาพ [59] ผลกระทบที่เกิดจากการระเบิดของไอน้ำในส่วนภายในเครื่องปฏิกรณ์ 50 M3 อบไอน้ำระเบิดอุตสาหกรรมได้รับการแสดงในรูป 3. หลังจากระเบิดด้วยไอน้ำปรับสภาพ 80% ของเฮมิเซลลูโลสถูกไฮโดรไลซ์และการกู้คืนในขณะที่กว่า 90% ของเซลลูโลสถูกทิ้งไว้ในชีวมวล เหล่านี้เป็นผลตรงกับข้อมูลของไอน้ำระเบิดฟางกับการปรับสภาพห้องปฏิบัติการเครื่องปฏิกรณ์ [19]

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2.1 . การเลือกเทคโนโลยีโดยมีบทบาทสำคัญในการผลิตเอทานอลจากชีวมวล lignocellulosic [ 14 ] , [ 23 ] และ [ 24 ] โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อขัดขวาง recalcitrance ข้อมูลโครงสร้างและเพิ่มการเข้าถึงของเอนไซม์ย่อยสลายและลดผลที่จะตามมา กระบวนการ [ 4 ] และ [ 13 ] เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ จำเป็นต้องเอาชนะ ลักษณะที่แท้จริงของชีวมวล รวมทั้งสามารถ recalcitrance lignocellulosic , หลายองค์ประกอบ และความหลากหลาย [ 59 ]ปัจจัยโครงสร้างที่แท้จริงได้ว่าความต้านทานโดยตรงการแปลงชีวมวล lignocellulosic เป็นเอทานอล [ 60 ] การวิเคราะห์โครงสร้างทางสัณฐานวิทยา พบว่า ปริมาณ lignocellulosic เป็นหลักวัสดุพรุน จ้าว และ เฉิน รายงานว่า โครงสร้างภายในของฝักข้าวโพดเป็นวัสดุพรุนที่มีผนังเซลล์บางเป็นรูปโครงกระดูกกลาง , รูขุมขนที่มีขนาดแตกต่างกันสำหรับการจัดเก็บและการขนส่งของการไหล รูขุมขนของฝักข้าวโพดสามารถแบ่งออกเป็นห้าชั้นเรียนตาม morpha และเส้นผ่าศูนย์กลาง : โมเลกุลหลอดเลือดฝอย ( 3 – 11 nm ) เซลล์ผนังเส้นเลือดฝอย ( 11 – 100 nm ) , เซลล์ ( 100 ) ซึ่งปรับปรุง 1300 nm ) , เซลล์ลูเมน เส้นเลือดฝอย ( 1.3 ) 50 μ M ) และเส้นเลือดฝอย ( 50 – 370 μอนุภาค m ) [ 19 ]เอนไซม์เอนไซม์เซลลูเลส และมีประสิทธิภาพที่สามารถถ่ายโอนได้อย่างมีประสิทธิภาพจากภายในโครงสร้างที่มีรูพรุน ดังนั้นโครงสร้างรูพรุนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระจายตัวของขนาดรูพรุนเป็นส่วนใหญ่รับผิดชอบสำหรับประสิทธิภาพการย่อยด้วยเอนไซม์ [ 61 ] เพื่อเพิ่มศักยภาพทางเศรษฐกิจ ภาวะควรมุ่งมั่นที่จะเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างรูพรุนสำหรับเอนไซม์ . ไอน้ำระเบิดได้รับการยอมรับว่าเป็นหนึ่งในมีประสิทธิภาพมากที่สุดการปรับเทคโนโลยี วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร [ 62 ] ตามรายงานโดย จ้าว และ เฉิน , ความพรุนการซึมเศษส่วน , ขนาด เส้นผ่าศูนย์กลางรูพรุนและพื้นที่ผิวจำเพาะของฝักข้าวโพดหลังจากการระเบิดไอน้ำเพิ่มขึ้น 10.2 % , 2.11 % , 374 ล้านบาท และมีลูกตามลำดับมากกว่าดิบ ในขณะที่ความคดเคี้ยวลดลง 55.27 % [ 19 ] ทั้งหมดนี้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการปรับปรุงคีย์การขนส่งมวลค่าความน่าจะเป็นที่ไหลซึมและความดันธรณี ซึ่งเพิ่มภาระและ 86.16 ตามลำดับ ในขณะที่ความสามารถเพิ่มขึ้น โดย 44.16 ครั้ง ความสัมพันธ์ของโครงสร้างภายในการขนส่งมวลและค่าการย่อยด้วยเอนไซม์ชีวมวล lignocellulosic ยังวิเคราะห์ ผลการศึกษาพบว่าค่าความดันเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ พบว่าระเบิดไอน้ำเพิ่มเอนไซม์โดยสนทนาประกอบด้วยการ recalcitrance และต่อมาลดระดับความดันส่วนประกอบของฝักข้าวโพดยังเลือกที่พบโดยการระเบิดด้วยไอน้ำก่อน [ 59 ] ผลของการระเบิดของไอน้ำ ที่ส่วนประกอบภายใน 50 M3 ไอน้ำในอุตสาหกรรม การระเบิดของเครื่องปฏิกรณ์ได้แสดงในรูปที่ 3 หลังจากการระเบิดด้วยไอน้ำโดย 80% ของเฮมิเซลลูโลสถูกไฮโดรไลซ์และกู้คืนในขณะที่มากกว่า 90% ของเซลลูโลสถูกทิ้งในชีวมวล ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับข้อมูลของไอน้ำระเบิดฟางกับห้องปฏิบัติการเครื่องปฏิกรณ์โดย [ 19 ]