Fermentation of sugar by Saccharomy

Fermentation of sugar by Saccharomyces cerevisiae, for production of ethanol in an immobilized cell reactor (ICR) was successfully carried out to improve the performance of the fermentation process. The fermentation set-up was comprised of a column packed with beads of immobilized cells. The immobilization of S. cerevisiae was simply performed by the enriched cells cultured media harvested at exponential growth phase. The fixed cell loaded ICR was carried out at initial stage of operation and the cell was entrapped by calcium alginate. The production of ethanol was steady after 24 h of operation. The concentration of ethanol was affected by the media flow rates and residence time distribution from 2 to 7 h. In addition, batch fermentation was carried out with 50 g/l glucose concentration. Subsequently, the ethanol productions and the reactor productivities of batch fermentation and immobilized cells were compared. In batch fermentation, sugar consumption and ethanol production obtained were 99.6% and 12.5% v/v after 27 h while in the ICR, 88.2% and 16.7% v/v were obtained with 6 h retention time. Nearly 5% ethanol production was achieved with high glucose concentration (150 g/l) at 6 h retention time. A yield of 38% was obtained with 150 g/l glucose. The yield was improved approximately 27% on ICR and a 24 h fermentation time was reduced to 7 h. The cell growth rate was based on the Monod rate equation. The kinetic constants (K(s) and mu(m)) of batch fermentation were 2.3 g/l and 0.35 g/lh, respectively. The maximum yield of biomass on substrate (Y(X-S)) and the maximum yield of product on substrate (Y(P-S)) in batch fermentations were 50.8% and 31.2% respectively. Productivity of the ICR were 1.3, 2.3, and 2.8 g/lh for 25, 35, 50 g/l of glucose concentration, respectively. The productivity of ethanol in batch fermentation with 50 g/l glucose was calculated as 0.29 g/lh. Maximum production of ethanol in ICR when compared to batch reactor has shown to increase approximately 10-fold. The performance of the two reactors was compared and a respective rate model was proposed. The present research has shown that high sugar concentration (150 g/l) in the ICR column was successfully converted to ethanol. The achieved results in ICR with high substrate concentration are promising for scale up operation. The proposed model can be used to design a lager scale ICR column for production of high ethanol concentration.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หมักน้ำตาลโดย Saccharomyces cerevisiae สำหรับการผลิตเอทานอลในเครื่องปฏิกรณ์เอนไซม์เซลล์ (ICR) ได้ดำเนินการปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการหมัก การตั้งค่าการหมักถูกประกอบด้วยคอลัมน์ที่บรรจุ ด้วยเม็ดเซลล์เอนไซม์ เพียงแค่ทำการตรึงโปของ S. cerevisiae โดยเซลล์ค่อนอ่างเก็บเกี่ยวที่ระยะเรขาสื่อ เซลล์คงที่ ICR โหลดถูกดำเนินการในระยะเริ่มต้นของการดำเนินงานและเซลล์เก็บกัก โดยแคลเซียมแอลจิเนต การผลิตเอทานอลมั่นคงหลังจาก 24 ชมของการดำเนินงาน ความเข้มข้นของเอทานอลได้รับผลกระทบจากราคากระแสสื่อและกระจายเวลาพำนักจาก 2 ไป 7 h หมักชุดถูกดำเนินการ ด้วยความเข้มข้นกลูโคส 50 g/l ในเวลาต่อมา การผลิตเอทานอลและ productivities เครื่องปฏิกรณ์ชุดหมักและเซลล์เอนไซม์ถูกเปรียบเทียบ ในชุดหมัก น้ำตาลปริมาณการใช้เอทานอลผลิตและรับได้ 99.6% และ 12.5% v/v หลัง h 27 ขณะใน ICR, 88.2% และ 16.7% v/v ที่ได้รับมากับเวลาเก็บข้อมูล 6 h เกือบ 5% เอทานอลผลิตสำเร็จ มีสูงกลูโคสความเข้มข้น (150 g/l) เวลาเก็บข้อมูล 6 h ผลผลิตของ 38% กล่าวกับกลูโคส 150 g/l ผลผลิตได้ปรับปรุง 7 h ถูกลดลงประมาณ 27% ICR และเวลาหมัก 24 ชม อัตราการเติบโตของเซลล์เป็นไปตามสมการอัตราของ Monod ค่าคงเดิม ๆ (K(s) และ mu(m)) ของชุดหมักได้ 2.3 g/l และ 0.35 กรัม/lh ตามลำดับ ผลตอบแทนสูงสุดของชีวมวลบนพื้นผิว (Y(X-S)) และผลผลิตสูงสุดของผลิตภัณฑ์บนพื้นผิว (Y(P-S)) ในชุดหมักแหนมขึ้น 50.8% และ 31.2% ตามลำดับ ผลผลิตของ ICR ได้ 1.3, 2.3 และ g 2.8 lh 25, 35, 50 g/l ของกลูโคสความเข้มข้น ตามลำดับ มีคำนวณผลผลิตของเอทานอลในชุดหมักกับน้ำตาลกลูโคส 50 g/l เป็น 0.29 g lh ผลิตเอทานอลใน ICR เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ชุดสูงสุดได้แสดงการเพิ่มประมาณ 10-fold มีการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเตาปฏิกรณ์ที่ 2 และได้เสนอแบบจำลองแต่ละอัตรา การวิจัยปัจจุบันได้แสดงที่เข้มข้นของน้ำตาลสูง (150 g/l) ในคอลัมน์ ICR ถูกสำเร็จแปลงเป็นเอทานอล ผลลัพธ์ทำได้ใน ICR มีความเข้มข้นสูงพื้นผิวมีสัญญาสำหรับอัตราค่าดำเนินการ รูปแบบนำเสนอสามารถใช้ออกแบบคอลัมน์ ICR ลาเกอร์มาตราส่วนสำหรับการผลิตเอทานอลสูงความเข้มข้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การหมักน้ำตาลโดย Saccharomyces cerevisiae สำหรับการผลิตเอทานอลในเซลล์ตรึงเครื่องปฏิกรณ์ (ICR) ได้ดำเนินการประสบความสำเร็จในการปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการหมักที่ หมักตั้งขึ้นแบ่งเป็นคอลัมน์ที่เต็มไปด้วยลูกปัดของเซลล์ตรึง ตรึง S. cerevisiae ได้ดำเนินการเพียงโดยเซลล์ที่อุดมด้วยสื่อการเพาะเลี้ยงเก็บเกี่ยวในระยะเจริญเติบโต เซลล์คงเต็มไปจำได้ดำเนินการในขั้นตอนเริ่มต้นของการดำเนินงานและเซลล์ที่ถูกเก็บกักโดยแคลเซียมอัลจิเนต การผลิตเอทานอลเป็นอย่างต่อเนื่องหลังจาก 24 ชั่วโมงของการดำเนินงาน ความเข้มข้นของเอทานอลได้รับผลกระทบจากอัตราการไหลของสื่อและที่อยู่อาศัยกระจายเวลา 2-7 ชั่วโมง นอกจากนี้การหมักชุดได้ดำเนินการกับ 50 g / l ความเข้มข้นของกลูโคส ต่อจากนั้นและเอทานอลการผลิตเครื่องปฏิกรณ์ผลิตภาพของการหมักชุดและเซลล์ตรึงเปรียบเทียบ ในการหมักชุดการบริโภคน้ำตาลและเอทานอลที่ได้รับการผลิตเป็น 99.6% และ 12.5%​​ ปริมาตร / ปริมาตรหลังจาก 27 ชั่วโมงในขณะที่ ICR ที่ 88.2% และ 16.7% v / V ที่ได้รับกับ 6 ชั่วโมงเวลาการเก็บรักษา เกือบ 5% ผลิตเอทานอก็ประสบความสำเร็จที่มีความเข้มข้นน้ำตาลสูง (150 กรัม / ลิตร) ใน 6 ชั่วโมงเวลาการเก็บรักษา ผลผลิต 38% ที่ได้รับ 150 g / l กลูโคส อัตราผลตอบแทนได้ดีขึ้นประมาณ 27% ในการจำและเวลาการหมัก 24 ชั่วโมงก็ลดลงถึง 7 ชั่วโมง อัตราการเจริญเติบโตของเซลล์อยู่บนพื้นฐานของสมการอัตรา Monod ค่าคงที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหว (K (s) หมู่ (m)) ของการหมักชุดเป็น 2.3 กรัม / ลิตรและ 0.35 กรัม / lh ตามลำดับ อัตราผลตอบแทนสูงสุดของชีวมวลบนพื้นผิว (Y (XS)) และอัตราผลตอบแทนสูงสุดของผลิตภัณฑ์บนพื้นผิว (Y (PS)) ในการหมักแหนมชุดเป็น 50.8% และ 31.2% ตามลำดับ ผลผลิตของ ICR เป็น 1.3, 2.3 และ 2.8 กรัม / lh 25, 35, 50 g / l ของความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสตามลำดับ การผลิตเอทานอลในการหมักชุด 50 g / l กลูโคสที่คำนวณได้เป็น 0.29 กรัม / lh การผลิตเอทานอลสูงสุดใน ICR เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์แบบกะได้แสดงให้เห็นว่าจะเพิ่มขึ้นประมาณ 10 เท่า ผลการดำเนินงานของทั้งสองเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ได้รับเมื่อเทียบกับรูปแบบและอัตรานั้นถูกเสนอ ปัจจุบันการวิจัยได้แสดงให้เห็นว่ามีความเข้มข้นน้ำตาลสูง (150 กรัม / ลิตร) ในคอลัมน์ ICR ถูกดัดแปลงประสบความสำเร็จกับเอทานอล ผลสำเร็จใน ICR พื้นผิวที่มีความเข้มข้นสูงจะมีแนวโน้มในการดำเนินงานได้ถึงระดับ รูปแบบที่นำเสนอสามารถนำมาใช้ในการออกแบบขนาดคอลัมน์เบียร์จำในการผลิตเอทานอลความเข้มข้นสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การหมักน้ำตาลโดย Saccharomyces cerevisiae เพื่อผลิตเอทานอลในเครื่องปฏิกรณ์แบบตรึงเซลล์ ( ICR ) ได้ดำเนินการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการหมัก ระยะเวลาการตั้งค่า ประกอบด้วยคอลัมน์ที่บรรจุด้วยลูกปัดที่ตรึงเซลล์ การตรึง sโดยเป็นเพียงแสดงโดยอุดมเพาะเลี้ยงเซลล์สื่อเกี่ยวที่ระยะการเจริญเติบโตที่ชี้แจง ซ่อมมือถือโหลด ICR ได้ดำเนินการในขั้นตอนเริ่มต้นของการดำเนินงานและเซลล์ที่ถูกตรึงด้วยแคลเซียมอัลจิเนต . การผลิตเอทานอลคงที่หลังจาก 24 ชั่วโมงของการดำเนินการความเข้มข้นของเอทานอลได้รับผลกระทบจากสื่อ อัตราการไหล และการกระจายเวลาพักจาก 2 เป็น 7 ชั่วโมง โดยการหมักแบบดำเนินการกับ 50 กรัม / ลิตร ความเข้มข้นของกลูโคส โดยการผลิตและผลิตภาพของเอทานอลในเครื่องปฏิกรณ์แบบหมักและการตรึงเซลล์ถูกเปรียบเทียบ ในชุดการหมักการบริโภคน้ำตาลและเอทานอลที่ผลิตได้คือร้อยละ 12.5 % v / v หลังจาก 27 ชั่วโมงขณะ ICR ในตลาด , และร้อยละ 16.7 % v / v ได้ในเวลา 6 ชั่วโมง . การผลิตเอทานอลเกือบ 5 % พบว่ามีความเข้มข้นของกลูโคสสูง ( 150 กรัม / ลิตร ) ในเวลา 6 ชั่วโมง . ผลตอบแทนที่ร้อยละ 38 ได้ 150 กรัมต่อลิตรและกลูโคสผลผลิตลดลงประมาณ 27% ใน ICR และ 24 ชั่วโมง และลดเวลา 7 ชั่วโมง เซลล์ การเจริญเติบโตขึ้นอยู่กับ Monod เท่ากันสมการ ค่าคงที่จลนพลศาสตร์ ( K ( s ) และมิว ( M ) ของการหมักแบบเป็น 2.3 กรัม / ลิตรและ 0.35 กรัม / ล ตามลำดับ ผลผลิตมวลชีวภาพสูงสุดบนพื้นผิว ( Y ( x-s ) และให้ผลผลิตสูงสุดของผลิตภัณฑ์บนพื้นผิว ( Y ( fermentations I-O ) ในชุดมี 508 และร้อยละ 31.2 ตามลำดับ ผลผลิตของสำคัญคือ 1.3 , 2.3 และ 2.8 กรัม / LH 25 , 35 , 50 กรัม / ลิตร ความเข้มข้นของกลูโคส ตามลำดับ การผลิตเอทานอลในการหมักแบบ 50 กรัมต่อลิตร คิดเป็น 0.29 กรัมกลูโคสระดับ . การผลิตเอทานอลสูงสุด 3 ราย เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์แบบได้เพิ่มขึ้นประมาณ 10 เท่าประสิทธิภาพของถังปฏิกรณ์ทั้งสองแบบเท่ากันนั้นคือ เปรียบเทียบ และเสนอ การวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าปริมาณน้ำตาลสูง ( 150 กรัม / ลิตร ) ในคอลัมน์สำคัญที่แปลงเรียบร้อยแล้ว เอทานอล การบรรลุผลในความเข้มข้นสูงกว่า 3 รายเป็นสัญญาเพื่อขยายการดำเนินงานแบบจำลองสามารถนำมาใช้ในการออกแบบขนาดใหญ่ 3 รายคอลัมน์สำหรับการผลิตเอทานอลสูง