3.3. Effect of liquefaction conditi

3.3. Effect of liquefaction conditions on the fermentation kinetics and process yield
The ethanol production rate (rp) was the highest in during the first day of the SSF in all studied variants of experiment (Table 2) and its productivity was the best in variant Tf. After subsequent days of fermentation the production of ethanol decreased and between third and fourth day of the SSF no significant increase in productivity was observed. The ethanol yield parameters (Ydm, Ysugar and Yp) were also the highest for mashes liquefied at final temperature of starch gelatinization until the end of the process.
The final ethanol yield in all studied samples was very high ranging ca. 411–425 g of ethanol from 1 kg of raw material dry matter what corresponded to ca. 92–96% of practical yield based on the sugars content in the raw material. Moreover increase in ethanol yield after the third day of studied SSF experiments were insignificant so these processes could be shortened to 72 h without major loss in product efficiency. Obtained results were higher in comparison to previously reported in earlier studies dealing with waste bread conversion to ethanol. Ebrahimi et al. [15] obtained 350 g of ethanol from 1 kg of waste wheat bread dry matter in a SHF process at substrate loading of 350 g kg1. Kawa-Rygielska et al. [16] studied the possibility of improving the SHF process of waste wheat–rye bread to ethanol conversion by applying complex enzymatic preparations in the mashing stage. The ethanol yield was improved to ca. 366 g kg1 of raw material dry matter in comparison to control mashed without supportive enzymes (ca. 352 g kg1). Pietrzak and Kawa-Rygielska [38] studied the possibility of applying the direct starch to ethanol conversion using granular starch hydrolyzing enzyme (GSHE) on the ethanol fermentation process of waste wheat–rye bread, which is the process similar to traditional SSF but with the omitting of high temperature liquefaction. They stated that direct conversion process without bread waste pretreatment was slightly less efficient than the SHF, and low-temperature enzymatic pretreatment of raw material with a multi-directional enzymatic preparation improved the ethanol yield in comparison to the SHF. The results obtained in present study proved that the simultaneous saccharification and
fermentation is more efficient in comparison to separate hydrolysis and fermentation which was also reported earlier [33]. The SSF is also less energy demanding, time consuming and cost efficient than SHF because no need of separate starch saccharification step is done (optimal temperature for glucoamylase activity is ca. 50 C which also acts very slow) and two processes (saccharification and fermentation) acts is one reactor so the investment cost is lower [20]. Srichuwong et al. [29] reported that liquefaction of sweet potato cultivar, which starch exhibited low temperature of gelatinization, at temperatures close to final temperature of gelatinization (66.2 C) resulted in achievement of ethanol efficiency similar to the processes where the used liquefaction temperature of starch was above 80 C what was also achieved in present study. The authors compared their research with sweet potato cultivar having high final temperature of gelatinization (ca. 85 C) and liquefaction at temperatures below this resulted in substantial decrease in process efficiency. This suggests that the SSF process efficiency strongly depends on the thermal properties of starch in used raw material and optimization of liquefaction conditions, based on gelatinization parameters, could result in savings of energy by reduction in liquefaction temperature without loss in product yield. However this require further study with different raw materials. The pre-treatments (drying, dry-grinding) used in this study at a laboratory scale would probably not be economically feasible in the case of industrial scale production of ethanol from bread residues, however they were necessary to keep the homogeneity of the raw material. Because fresh bread has a dry matter content of ca. 500 g kg1, drying could be completely omitted. The dry-grinding could be in this case replaced by hydromechanical shredding in the water slurry what could be combined with the enzymatic hydrolysis. To prevent the raw material from the excessive mold growth, what reduce the ethanol yield [17], the storage time for the raw material should be minimized.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.3. ผลของเงื่อนไข liquefaction ผลผลิตจลนพลศาสตร์และกระบวนการหมักอัตราการผลิตเอทานอล (rp) ได้สูงสุดในระหว่างวันแรกของ SSF ในย่อย studied ทั้งหมดของการทดลอง (ตารางที่ 2) และผลผลิตของถูกสุดในตัวแปรรหัส หลังจากหมักวันต่อมา ผลิตเอทานอลที่ลดลง และ ระหว่างวันที่สาม และสี่ของ SSF เพิ่มผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญที่ดำเนินการ พารามิเตอร์ (Ydm, Ysugar และ Yp) ผลผลิตเอทานอลก็ยังสูงสุดสำหรับ mashes หมุนอุณหภูมิสุดท้ายของ gelatinization แป้งจนจบกระบวนการผลผลิตเอทานอลสุดท้ายในตัวอย่างทั้งหมดที่ studied มีสูงมากตั้งแต่ ca. 411-425 กรัมของเอทานอลจาก 1 กิโลกรัมของวัตถุดิบแห้งเรื่องอะไร corresponded ca. 92-96% ของผลผลิตที่ปฏิบัติตามเนื้อหาน้ำตาลในวัตถุดิบ นอกจากนี้ยัง เพิ่มผลตอบแทนเอทานอลหลังจากวันที่สามของศึกษาทดลอง SSF สำคัญเพื่อให้กระบวนการเหล่านี้สามารถลดลงไป h 72 โดยไม่สูญเสียที่สำคัญในประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ผลที่ได้รับสูงขึ้นในการเปรียบเทียบรายงานก่อนหน้านี้ ในการศึกษาก่อนหน้านี้กับแปลงขนมปังเสียเอทานอลได้ Ebrahimi et al. [15] ได้ 350 กรัมของเอทานอลจากเรื่องแห้งขนมปังโฮลวีตเสียในกระบวนการ SHF ในการโหลดพื้นผิวของ kg1 350 g 1 กิโลกรัม Kawa Rygielska et al. [16] ได้ศึกษาความเป็นไปได้ของการพัฒนากระบวนการ SHF ขนมปังข้าวสาลีเสีย – ไรแปลงเอทานอลโดยใช้เตรียมเอนไซม์ในระบบที่ซับซ้อนในระยะ mashing ผลผลิตเอทานอลถูกปรับปรุงให้ ca 366 g kg1 เรื่องแห้งดิบโดยควบคุมทำ โดยสนับสนุนเอนไซม์ (ca. 352 g kg1) Pietrzak และ Kawa-Rygielska [38] ศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้แป้งตรงแปลงเอทานอลโดยใช้แป้ง granular hydrolyzing เอนไซม์ (GSHE) ในกระบวนการหมักเอทานอลขนมปังข้าวสาลีเสีย – ไร ซึ่งเป็นกระบวนการคล้ายแบบ SSF แต่ละเว้น liquefaction อุณหภูมิสูง พวกเขากล่าวว่า กระบวนการแปลงโดยตรง โดย pretreatment เสียขนมปังเล็กน้อยน้อยกว่ามีประสิทธิภาพกว่าการ SHF และ pretreatment เอนไซม์ในระบบอุณหภูมิต่ำของวัตถุดิบด้วยการเตรียมเอนไซม์ในระบบหลายทิศทางการปรับปรุงผลผลิตเอทานอล โดย SHF ผลได้รับในการศึกษาปัจจุบันพิสูจน์ที่ saccharification พร้อม และfermentation is more efficient in comparison to separate hydrolysis and fermentation which was also reported earlier [33]. The SSF is also less energy demanding, time consuming and cost efficient than SHF because no need of separate starch saccharification step is done (optimal temperature for glucoamylase activity is ca. 50 C which also acts very slow) and two processes (saccharification and fermentation) acts is one reactor so the investment cost is lower [20]. Srichuwong et al. [29] reported that liquefaction of sweet potato cultivar, which starch exhibited low temperature of gelatinization, at temperatures close to final temperature of gelatinization (66.2 C) resulted in achievement of ethanol efficiency similar to the processes where the used liquefaction temperature of starch was above 80 C what was also achieved in present study. The authors compared their research with sweet potato cultivar having high final temperature of gelatinization (ca. 85 C) and liquefaction at temperatures below this resulted in substantial decrease in process efficiency. This suggests that the SSF process efficiency strongly depends on the thermal properties of starch in used raw material and optimization of liquefaction conditions, based on gelatinization parameters, could result in savings of energy by reduction in liquefaction temperature without loss in product yield. However this require further study with different raw materials. The pre-treatments (drying, dry-grinding) used in this study at a laboratory scale would probably not be economically feasible in the case of industrial scale production of ethanol from bread residues, however they were necessary to keep the homogeneity of the raw material. Because fresh bread has a dry matter content of ca. 500 g kg1, drying could be completely omitted. The dry-grinding could be in this case replaced by hydromechanical shredding in the water slurry what could be combined with the enzymatic hydrolysis. To prevent the raw material from the excessive mold growth, what reduce the ethanol yield [17], the storage time for the raw material should be minimized.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.3 ผลกระทบของภาวะเหลวในการหมักจลนพลศาสตร์และขั้นตอนการให้ผลอัตราการผลิตเอทานอล (RP) เป็นที่สูงที่สุดในช่วงวันแรกของ SSF ในสายพันธุ์ที่ศึกษาทั้งหมดของการทดลอง (ตารางที่ 2) และผลผลิตของมันคือสิ่งที่ดีที่สุดในตัวแปร Tf
หลังจากวันที่ตามมาของการหมักการผลิตเอทานอลลดลงและระหว่างวันที่สามและสี่ของ SSF ไม่เพิ่มขึ้นอย่างมากในการผลิตพบว่า พารามิเตอร์ผลผลิตเอทานอล (YDM, Ysugar และ Yp) ยังเป็นที่สูงที่สุดสำหรับ mashes เหลวที่อุณหภูมิสุดท้ายของเจลแป้งจนกว่าจะสิ้นสุดของกระบวนการ.
ผลผลิตเอทานอลเป็นครั้งสุดท้ายในตัวอย่างที่ศึกษาทั้งหมดได้สูงมากตั้งแต่แคลิฟอร์เนีย 411-425 กรัมของเอทานอลจาก 1 กิโลกรัมของวัตถุดิบแห้งไม่ว่าสิ่งที่ตรงกับแคลิฟอร์เนีย 92-96% ของอัตราผลตอบแทนในทางปฏิบัติขึ้นอยู่กับเนื้อหาน้ำตาลในวัตถุดิบ นอกจากนี้การเพิ่มขึ้นของผลผลิตเอทานอลหลังจากวันที่สามของการศึกษาทดลอง SSF มีนัยสำคัญดังนั้นกระบวนการเหล่านี้อาจจะลงไป 72 ชั่วโมงโดยไม่ต้องสูญเสียที่สำคัญในประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ผลที่ได้รับสูงขึ้นเมื่อเทียบกับรายงานก่อนหน้านี้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับการแปลงขนมปังเสียเอทานอล Ebrahimi et al, [15] ได้ 350 กรัมของเอทานอลจาก 1 กิโลกรัมของเรื่องข้าวสาลีขนมปังแห้งเสียในกระบวนการ SHF ที่โหลดพื้นผิว 350 กรัม KG1 Kawa-Rygielska et al, [16] การศึกษาความเป็นไปได้ของการปรับปรุงกระบวนการ SHF ขนมปังข้าวสาลีข้าวไรย์เสียเพื่อการแปลงเอทานอลโดยใช้เอนไซม์เตรียมการในขั้นตอนที่ซับซ้อน mashing ผลผลิตเอทานอลที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อแคลิฟอร์เนีย 366 กรัม KG1 ของเรื่องวัสดุดิบแห้งในการเปรียบเทียบกับการควบคุมการบดโดยไม่ต้องเอนไซม์สนับสนุน (แคลิฟอร์เนีย 352 กรัม KG1) Pietrzak และ Kawa-Rygielska [38] การศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้แป้งโดยตรงเพื่อการแปลงเอทานอลโดยใช้เอนไซม์แป้งเม็ด hydrolyzing นี้ (GSHE) ในกระบวนการหมักเอทานอลของเสียขนมปังข้าวสาลีข้าวไรย์ซึ่งเป็นกระบวนการที่คล้ายกับ SSF แบบดั้งเดิม แต่มี ใส่ของเหลวที่มีอุณหภูมิสูง พวกเขากล่าวว่าขั้นตอนการแปลงโดยตรงโดยไม่ต้องปรับสภาพของเสียขนมปังเล็กน้อยมีประสิทธิภาพน้อยกว่า SHF และอุณหภูมิต่ำเอนไซม์ปรับสภาพของวัตถุดิบที่มีการเตรียมความพร้อมของเอนไซม์หลายทิศทางที่ดีขึ้นผลผลิตเอทานอลในการเปรียบเทียบกับ SHF ผลที่ได้รับในการศึกษาครั้งนี้ได้รับการพิสูจน์ว่า saccharification
พร้อมกันและหมักมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการเปรียบเทียบกับการย่อยสลายแยกต่างหากและหมักซึ่งยังได้รับการรายงานก่อนหน้านี้[33] SSF ยังเป็นพลังงานน้อยกว่าความต้องการเสียเวลาและค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพกว่า SHF เพราะความต้องการของแป้งที่แยกต่างหาก saccharification ไม่มีขั้นตอนที่จะทำ (อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับกิจกรรม glucoamylase คือแคลิฟอร์เนีย 50 C ซึ่งยังทำหน้าที่ช้ามาก) และกระบวนการที่สอง (saccharification และหมัก) ทำหน้าที่เป็นหนึ่งในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้ต้นทุนการลงทุนต่ำ [20] Srichuwong et al, [29] รายงานว่าเหลวของพันธุ์มันเทศซึ่งแป้งแสดงอุณหภูมิต่ำของการเกิดเจลที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิสุดท้ายของการเกิดเจล (66.2 C) ส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของประสิทธิภาพการใช้เอทานอลที่คล้ายกับกระบวนการที่มีอุณหภูมิเหลวใช้แป้งสูงกว่า 80 C สิ่งที่ประสบความสำเร็จในการศึกษาปัจจุบัน ผู้เขียนเมื่อเทียบกับการวิจัยของพวกเขาด้วยพันธุ์มันเทศที่มีอุณหภูมิสูงสุดท้ายของการเกิดเจล (แคลิฟอร์เนีย 85 C) และเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่านี้มีผลในการลดลงอย่างมากในประสิทธิภาพของกระบวนการ นี้แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของกระบวนการ SSF ขอขึ้นอยู่กับสมบัติทางความร้อนของแป้งในการใช้วัตถุดิบในการผลิตและการเพิ่มประสิทธิภาพของสภาพเหลวตามพารามิเตอร์เจอาจส่งผลให้เกิดการประหยัดพลังงานโดยการลดลงของอุณหภูมิเหลวโดยไม่สูญเสียผลผลิต อย่างไรก็ตามเรื่องนี้จำเป็นต้องมีการศึกษาต่อไปด้วยวัตถุดิบที่แตกต่างกัน การรักษาก่อน (อบแห้งแห้งบด) ที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ในระดับห้องปฏิบัติการอาจจะไม่เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจในกรณีของการผลิตระดับอุตสาหกรรมเอทานอลจากสารตกค้างขนมปัง แต่พวกเขามีความจำเป็นที่จะให้ความเป็นเนื้อเดียวกันของวัตถุดิบ . เพราะขนมปังสดมีปริมาณน้ำหนักแห้งของแคลิฟอร์เนีย 500 กรัม KG1 แห้งอาจถูกมองข้ามอย่างสมบูรณ์ บดแห้งอาจจะเป็นในกรณีนี้แทนที่ด้วย hydromechanical ย่อยในสารละลายน้ำสิ่งที่อาจจะรวมกับการย่อยของเอนไซม์ เพื่อป้องกันไม่ให้วัตถุดิบจากเจริญเติบโตของเชื้อราที่มากเกินไปสิ่งที่ลดผลผลิตเอทานอล [17], เวลาการเก็บรักษาสำหรับวัตถุดิบที่ควรจะลดลง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.3 . ผลกระทบของสภาวะการแปรรูปในกระบวนการหมักผลผลิต
จลนศาสตร์และอัตราการผลิตเอทานอล ( RP ) ได้สูงสุดในช่วงวันแรกของ SSF ในการศึกษาสายพันธุ์ของการทดลอง ( ตารางที่ 2 ) และผลผลิตของมันคือสิ่งที่ดีที่สุดในตัวแปร TF .หลังจากวันต่อมาของการหมักการผลิตเอทานอลลดลง และระหว่างที่สามและวันที่สี่ของ SSF ) โดยผลผลิตเพิ่มขึ้นมากนัก ใช้พารามิเตอร์ ( YDM ผลผลิต , และยัง ysugar YP ) สูงสุดสำหรับ mashes เหลวที่อุณหภูมิสุดท้ายของการเกิดเจลาติไนซ์แป้งจนจบกระบวนการ .
ผลผลิตเอทานอลสุดท้ายในการศึกษาสูงมาก ตั้งแต่ประมาณ 411 - 425 กรัมเอทานอลจาก 1 กิโลกรัมของวัตถุดิบแห้ง สิ่งที่สอดคล้องกับประมาณ 92 - 96 ของผลผลิตน้ำตาลในการปฏิบัติตามปริมาณวัตถุดิบนอกจากนี้ยังเพิ่มผลผลิตเอทานอล หลังจากวันที่สามของการทดลองเพื่อศึกษา SSF เล็กน้อย กระบวนการเหล่านี้อาจจะสั้นไป 72 ชั่วโมงโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพหลักในผลิตภัณฑ์ ผลที่ได้รับสูงกว่าในการเปรียบเทียบกับก่อนหน้านี้ที่รายงานในการศึกษาก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับเศษขนมปังแปลงเอทานอล ebrahimi et al .[ 15 ] ได้ 350 กรัมเอทานอลจากเศษขนมปังข้าวสาลี 1 กิโลกรัมวัตถุแห้งในกระบวนการ shf ที่พื้นผิวโหลด kg1 350 กรัม คาวา rygielska et al . [ 16 ] ศึกษาความเป็นไปได้ของการปรับปรุงกระบวนการ shf ของเสียข้าวสาลี– Rye ขนมปังเพื่อการแปลงเอทานอล โดยใช้การเตรียมเอนไซม์เชิงซ้อนใน mashing เวที ผลผลิตเอทานอลดีขึ้นกับ CA366 กรัม kg1 ของวัตถุดิบแห้ง ในการเปรียบเทียบกับการควบคุมบด ( ประมาณ 352 กรัมโดยไม่มีเอนไซม์สนับสนุน kg1 ) pietrzak และคาวา rygielska [ 38 ] เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้แป้งโดยตรงแปลงเอทานอลโดยใช้เม็ดแป้ง วิธีการใช้เอนไซม์ เอนไซม์ ( gshe ) ในกระบวนการหมักเอทานอลจากขยะข้าวสาลี– Rye ขนมปังซึ่งมีขั้นตอนคล้ายกับ SSF แบบดั้งเดิม แต่ด้วยผลของเหลวที่อุณหภูมิสูง พวกเขากล่าวว่า การแปลงโดยตรงโดยไม่ต้องขนมปังเล็กน้อยของเสียโดยกระบวนการมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการ shf และเอนไซม์ปรับสภาพอุณหภูมิของวัตถุดิบที่มีเอนไซม์หลายทิศทางการเตรียมการปรับปรุงผลผลิตเอทานอลในการเปรียบเทียบกับ shf .ผลลัพธ์ที่ได้ในการศึกษาได้พิสูจน์ว่า saccharification พร้อมกันและ
หมักมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการเปรียบเทียบกับ แยก ย่อยสลายและการหมักซึ่งได้รายงานก่อนหน้านี้ [ 33 ] ที่ SSF เป็นพลังงานน้อยกว่าความต้องการเสียเวลาและค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพกว่า shf เพราะไม่ต้องแยกแป้งถูกขั้นตอนเสร็จ ( อุณหภูมิที่เหมาะสมประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ คือกิจกรรม ซี ซึ่งทำหน้าที่ช้ามาก ) และกระบวนการที่สอง ( saccharification และการหมัก ) ทำหน้าที่เป็นหนึ่งเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้ต้นทุนการลงทุนต่ำ [ 20 ] srichuwong et al . [ 29 ] รายงานว่า การแปรรูปผลผลิตมันฝรั่งหวานซึ่งแป้งมีอุณหภูมิต่ำอุณหภูมิที่อุณหภูมิใกล้เคียงอุณหภูมิสุดท้ายของเจลาติไนเซชัน ( 42 องศาเซลเซียส ส่งผลให้เกิดผลสัมฤทธิ์ ประสิทธิภาพ คล้ายกับกระบวนการที่ใช้ในการแปรรูปแป้งสูงกว่าอุณหภูมิ 80 C แล้วยังประสบความสำเร็จในการศึกษาปัจจุบันเอทานอลผู้เขียนเปรียบเทียบการวิจัยกับมันเทศพันธุ์มีอุณหภูมิสูงอุณหภูมิสุดท้าย ( ประมาณ 85 C ) และการแปรรูปที่อุณหภูมิต่ำกว่านี้ให้เป็นชิ้นเป็นอัน ลดประสิทธิภาพของกระบวนการ นี้แสดงให้เห็นว่ากระบวนการ SSF ประสิทธิภาพอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางความร้อนของแป้งที่ใช้ในการแปรรูปวัตถุดิบและการหาสภาวะที่เหมาะสม ,ตามพารามิเตอร์ค่า อาจส่งผลในการประหยัดพลังงานโดยการลดอุณหภูมิในการแปรรูปโดยไม่สูญเสียของผลผลิตสินค้า แต่ต้องศึกษาเพิ่มเติม ด้วยวัตถุดิบที่แตกต่าง ก่อนการรักษา ( แห้งบดแห้ง ) ที่ใช้ในการวิจัยในระดับห้องปฏิบัติการอาจจะไม่เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจในกรณีของระดับการผลิตอุตสาหกรรมเอทานอลจากกากอาหาร อย่างไรก็ตาม พวกเขาจำเป็นต้องเก็บค่าวัตถุดิบ เพราะขนมปังสดมีวัตถุแห้งประมาณ 500 กรัม kg1 , การอบแห้งไม่สามารถสมบูรณ์ละเว้นได้แห้งบดสามารถในกรณีนี้แทนที่ โดย hydromechanical shredding ในน้ำเสียที่อาจจะรวมกับเอนไซม์เอนไซม์ . เพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุดิบจากการเจริญเติบโตของเชื้อรามากเกินไป อะไรที่ลดผลผลิตเอทานอล [ 17 ] เวลาเก็บวัตถุดิบ

ก็จะลดลง