The oil was characterized by determ

The oil was characterized by determining its acid value, density and fatty acid composition. Acid index (AI) was determined using the AOCS Ca 5a-40 method (AOCS, 2013). Density was directly measured using a digital density meter (Anton Parr model DMA 500, Graz, Austria).

The oil composition expressed as fatty acids content was determined using the AOCS Ce 2-66 method (AOCS, 2013). The oil was methylated and analyzed in a gas chromatograph (Thermos Ultra) with an FID detector. A capillary column BPX5 SGE (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm) was used to separate the fatty acid methyl esters. The injector and detector temperature was set to 250 °C and the column temperature was programmed to increase from 110 °C to 215 °C (at rate of 5 °C min−1) remaining at 215 °C for 24 min.

2.3. Biodiesel production

The oil was placed in a 500 mL round bottom flask and mixed with an alcoholic solution of KOH (30 g L−1). The mixture sonicated for 30 min in an ultrasonic bath (40 kHz, 160 W) operating at ambient temperature. After the saponification reaction, the mixture was acidified with a H2SO4 solution (volumetric fraction of 27%) and transferred to a separating funnel. The aqueous layer was discarded and the supernatant containing the free fatty acids was heated at 110 °C until total dehumidification.

The esterification reaction was also carried out in an ultrasonic bath (40 kHz, 160 W). Free fatty acids, methanol (methanol/fatty acid molar ratio of 9:1) and H2SO4 (3.5%) were added to a 500 mL round bottom flask and sonicated for 60 min at 60 °C. These conditions were based on previous studies on the optimization of free fatty acids sono-esterification process (Lima et al., 2012, Santos et al., 2009 and Santos et al., 2010). After esterification, the biodiesel was placed in a separating funnel and washed three times with water at 25 °C to remove impurities, methanol and H2SO4. Finally, the biodiesel was heated at 110 °C until total dehumidification. Gas chromatography was also used to characterize the biodiesel. The conditions used in the assays were the same as described for the oil characterization.

2.4. Ethanol production

The production of ethanol was carried out in two steps: hydrolysis of the oil-free spend coffee ground followed by fermentation.

The oil-free spent coffee grounds were hydrolyzed with diluted sulfuric acid. Different concentrations of H2SO4 (0.4 mol L−1 and 0.8 mol L−1) were applied and studied to evaluate its performance. The oil-free SCG and H2SO4 solution were mixed as to form a slurry with a solid concentration of 20%. The slurry was homogenized for 5 min to ensure that the solids were dispersed uniformly. The hydrolysis was carried out in an autoclave for 15 min at 121 °C. After hydrolysis, the solid fraction was separated from the liquid through vacuum filtration (GAST Manufacturing model DOA-P704, Michigan, USA). The pH of the liquid fraction was adjusted to 5.0 ± 0.3 with a NaOH solution (1 mol L−1) and the amount of glucose, xylarabin (xylose plus and arabinose), 5-hyroxymethyl-2-furfural, furfural, lactic acid and acetic acid were analyzed. All experiments were conducted in triplicate. A treatment carried out without adding sulfuric acid was used as a control.

The fermentations were carried out using pure S. cerevisiae culture that was isolated from a commercial yeast Saf-momento (SAF Argentina, Buenos Aires). The inoculum was initially activated in Agar Sabouraud Biolife medium (5.0 g L−1 peptone; 15.0 g L−1 glucose and 15.0 g L−1 Agar) and incubated at 30 °C for 48 h. Then the culture was transferred to a 250 mL Erlenmeyer containing 200 mL of medium: 30 g L−1 glucose, 5.0 g L−1 yeast extract, 10 g L−1 (NH4)2SO4, 4.5 g L−1 KH2PO4, 1.0 g L−1 MgSO4·7H2O and 0.65 g L−1 ZnSO4. The pH was adjusted to 5.5 with 1 mol L−1 NaOH or 1 mol L−1 HCl and sterilized at 110 °C for 10 min. The culture was maintained at 30 °C for 24 h and centrifuged at 10,000g for 10 min to obtain the initial biomass for the fermentation assays.

The ethanol production was carried out in 250 mL Erlenmeyer containing 50 mL of the hydrolysis product and was done in a rotary shaker TE240 (Tecnal – Piracicaba, Brazil) at 30 °C and 150 rpm. The initial concentration of inoculated microorganism was 10 g L−1. Samples were collected at predetermined times and centrifuged (BioEng Centrifuge model SER-6000, Piracicaba, SP – Brazil) at 10,000g for 10 min. The supernatant was used to analyze the amount of glucose, xylarabin and ethanol. All experiments were conducted in triplicate.

The concentration of glucose, arabinose, xylarabin and ethanol was measured using High Performance of Liquid Chromatography – HPLC (Milford, MA, USA) equipped with refractive index detector Waters 2414 and Supelcogel C-610H 7.8 × 300 mm column, mobile phase: H3PO4 0.1%, flow rate: 0.5 mL min−1 at 30 °C and injection volume: 10 μL (Pinheiro et al., 2008).

The fermentation inhibitors: acetic acid, lactic acid, 5-hydroxymethyl-2-furfural

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

น้ำมันถูกลักษณะ โดยกำหนดองค์ประกอบของกรดไขมันกรด และความหนาแน่น ค่า พิจารณาดัชนีกรด (AI) โดยใช้วิธีของ AOCS Ca 5a-40 (ของ AOCS, 2013) ความหนาแน่นโดยตรงถูกวัดโดยใช้เครื่องวัดความหนาแน่นแบบ (แอนตันพารร์รุ่น DMA 500 กราซ ออสเตรีย)องค์ประกอบน้ำมันแสดงเป็นกรดไขมันที่กำหนดเนื้อหาใช้ Ce ของ AOCS วิธีที่ 2-66 (ของ AOCS, 2013) น้ำมันถูก methylated และวิเคราะห์ใน chromatograph การก๊าซ (Ultra กระติกน้ำร้อน) ด้วยเครื่องตรวจจับการ FID คอลัมน์ฝอย BPX5 ขนาน (30 m × 0.25 มม.× 0.25 ไมครอน) ถูกใช้เพื่อแยก esters เมทิลกรดไขมัน ตั้งค่าหัวฉีดและเครื่องตรวจจับอุณหภูมิ 250 ° c และอุณหภูมิคอลัมน์เป็นโปรแกรมที่จะเพิ่มขึ้นจาก 110 ° C 215 ° C (อัตรา min−1 5 ° C) ที่เหลือที่ 215 ° C เป็นเวลา 24 นาที2.3. ผลิตไบโอดีเซลน้ำมันถูกวางไว้ใน 500 มล.รอบล่างหนาว และผสมกับการแก้ปัญหาแอลกอฮอล์ของเกาะ (30 g L−1) ส่วนผสม sonicated 30 นาทีในอ่างอัลตราโซนิก (40 kHz, 160 W) ที่อุณหภูมิทำงาน หลังจากปฏิกิริยาสะพอนิฟิ ส่วนผสมกรดสารละลาย H2SO4 ปริมาตรส่วน 27%) และโอนย้ายไปยังช่องทางแยก ชั้นละลายถูกละทิ้ง และ supernatant ที่ประกอบด้วยกรดไขมันอิสระถูกความร้อนที่อุณหภูมิ 110 ° C จนถึง dehumidification รวมปฏิกิริยา esterification ยังดำเนินการในอ่างอัลตราโซนิก (40 kHz, 160 W) ฟรีกรดไขมัน เมทานอล (เมทานอล/ไขมันกรดสบอัตราส่วน 9:1) และ H2SO4 (3.5%) ถูกเพิ่ม 500 มล.รอบล่างหนาว และ sonicated สำหรับ 60 นาทีที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เงื่อนไขเหล่านี้ตามการศึกษาก่อนหน้านี้ในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ esterification โซกรดไขมันอิสระ (ลิมา et al. 2012 ซานโตส et al. 2009 และซานโตส et al. 2010) หลังจาก esterification ไบโอดีเซลถูกวางลงในกรวยแยก และล้าง 3 ครั้งน้ำที่ 25 ° C เพื่อเอาสิ่งสกปรก เมทานอล และ H2SO4 ในที่สุด ไบโอดีเซลถูกความร้อนที่อุณหภูมิ 110 ° C จนถึง dehumidification รวม ยังใช้ chromatography ก๊าซกับลักษณะไบโอดีเซล เงื่อนไขที่ใช้ในการ assays ได้เหมือนกับที่อธิบายไว้สำหรับการจำแนกลักษณะของน้ำมัน2.4. นอการผลิตเอทานอลถูกดำเนินการสองขั้นตอน: ใช้สลายของน้ำมัน-ฟรีกาแฟพื้นตาม ด้วยการหมักกากน้ำมันกาแฟจ่ายถูก hydrolyzed กับกรดกำมะถันเจือจาง แตกต่างความเข้มข้นของ H2SO4 (0.4 โมล L−1 และ 0.8 โมล L−1) นำไปใช้ และศึกษาการประเมินประสิทธิภาพของการ น้ำมันเอสซีจีและ H2SO4 โซลูชันถูกผสมเป็นรูปแบบสารละลายเข้มข้นแข็ง 20% ละลายได้ homogenized 5 นาทีเพื่อให้แน่ใจว่า มีกระจายของของแข็งอย่างสม่ำเสมอ สลายตัวถูกดำเนินการนึ่งที่ 121 องศาเซลเซียส 15 นาที หลังจากย่อย เศษไม้ถูกแยกออกจากของเหลวที่ผ่านการกรองสุญญากาศ (GAST ผลิตรุ่น P704 กรมวิชาการเกษตร มิชิแกน สหรัฐอเมริกา) ปรับปรุงค่า pH ของเศษส่วนของเหลวการ 5.0 ± 0.3 โซลูชัน NaOH (1 โมล L−1) และปริมาณกลูโคส xylarabin (สารบวกและ arabinose) 5-hyroxymethyl-2-furfural, furfural กรดแลคติก และกรดอะซิติกได้วิเคราะห์ ดำเนินการทดลองทั้งหมดลข้อ การรักษาทำโดยไม่เพิ่มใช้กรดซัลฟูริกเป็นตัวควบคุมจากการหมักแหนมที่ได้ดำเนินการโดยใช้วัฒนธรรม cerevisiae S. บริสุทธิ์ที่แยกได้จากยีสต์พาณิชย์ Saf momento (SAF อาร์เจนตินา บัวโนสไอเรส) Inoculum เริ่มเปิดใช้ในกลาง Agar Sabouraud Biolife (peptone 5.0 g L−1; 15.0 g L−1 กลูโคส และ 15.0 g L−1 Agar) และได้รับการกกที่ 30 ° C สำหรับ 48 h วัฒนธรรมถูกโอนไป 250 มิลลิลิตร Erlenmeyer ประกอบด้วย 200 mL ของกลาง ยัง: สารสกัดจาก L−1 กลูโคส 5.0 g L−1 ยีสต์ 30 กรัม 10 กรัม L−1 (NH4) 2SO4, KH2PO4 L−1, 1.0 g L−1 MgSO4·7H2O และ 0.65 กรัม L−1 ZnSO4 4.5 g PH 5.5 L−1 NaOH 1 โมลหรือ 1 โมล L−1 HCl ปรับ และฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 110 ° C 10 นาที วัฒนธรรม 30 ° C ใน 24 h และเหวี่ยงที่ 10,000g สำหรับ 10 นาทีรับชีวมวลเริ่มต้นสำหรับ assays หมักการผลิตเอทานอลดำเนินการ 250 ml Erlenmeyer ประกอบด้วย 50 มล.ผลิตภัณฑ์ย่อย และทำในปั่นโรตารี่ TE240 (Tecnal – เมือง Piracicaba บราซิล) ที่ 30 ° C และ 150 รอบต่อนาที ความเข้มข้นเริ่มต้นของจุลินทรีย์ inoculated ถูก 10 กรัม L−1 ตัวอย่างถูกจัดเก็บในเวลาที่กำหนด และเหวี่ยง (เหวี่ยง BioEng รุ่น SER-6000 เมือง Piracicaba, SP – บราซิล) ที่ 10,000g 10 นาที Supernatant ถูกใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณของกลูโคส xylarabin และเอทานอล ดำเนินการทดลองทั้งหมดลข้อมีวัดความเข้มข้นของกลูโคส arabinose, xylarabin และเอทานอลใช้สูงประสิทธิภาพของเหลว Chromatography – HPLC (ลฟอร์ด MA, USA) พร้อมดรรชนีจับน้ำ 2414 และคอลัมน์ Supelcogel C - 610H 7.8 × 300 มม. ระยะมือถือ: H3PO4 0.1% อัตราการไหล: min−1 0.5 mL ที่ 30 ° C และฉีดปริมาณ: 10 μL (Pinheiro et al. 2008)สารยับยั้งการหมัก: กรดอะซิติก กรด 5-hydroxymethyl-2-furfural

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

น้ำมันก็มีลักษณะโดยการกำหนดค่าของกรดความหนาแน่นและกรดไขมันองค์ประกอบของมัน ดัชนี Acid (AI) ถูกกำหนดโดยใช้ AOCS Ca 5A-40 วิธี (AOCS, 2013) ความหนาแน่นของวัดโดยตรงโดยใช้เครื่องวัดความหนาแน่นแบบดิจิตอล (แอนตันพาร์รุ่น DMA 500, กราซประเทศออสเตรีย). องค์ประกอบน้ำมันแสดงเป็นเนื้อหากรดไขมันที่ถูกกำหนดโดยใช้ AOCS Ce 2-66 วิธีการ (AOCS, 2013) น้ำมันเป็นแอลกอฮอล์และการวิเคราะห์ใน chromatograph ก๊าซ (อัลตร้ากระติกน้ำร้อน) ด้วยการตรวจจับ FID ฝอยคอลัมน์ BPX5 SGE (30 เมตร× 0.25 มิลลิเมตร× 0.25 ไมครอน) ถูกใช้ในการแยกกรดไขมันเมทิลเอสเตอร์ หัวฉีดและเครื่องตรวจจับอุณหภูมิถูกกำหนดถึง 250 องศาเซลเซียสและอุณหภูมิคอลัมน์เป็นโปรแกรมที่จะเพิ่มขึ้นจาก 110 ° C ถึง 215 ° C (ในอัตรา 5 ° C นาที 1) เหลืออยู่ที่ 215 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 นาที. 2.3 ผลิตไบโอดีเซลน้ำมันถูกวางไว้ในขวดด้านล่างรอบ 500 มิลลิลิตรและผสมกับสารละลายแอลกอฮอล์เกาะ (30 กรัม L-1) ส่วนผสม sonicated เวลา 30 นาทีในห้องอาบน้ำอัลตราโซนิก (40 เฮิร์ทซ์ 160 วัตต์) การดำเนินงานที่อุณหภูมิห้อง หลังจากปฏิกิริยาสะพอที่ส่วนผสมที่ถูกกรดด้วยโซลูชั่น H2SO4 (เศษปริมาตร 27%) และโอนไปยังช่องทางแยก ชั้นน้ำทิ้งและสารละลายที่มีกรดไขมันอิสระที่ถูกความร้อนที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียสจนความชื้นทั้งหมด. ปฏิกิริยา esterification ยังได้ดำเนินการในห้องอาบน้ำอัลตราโซนิก (40 เฮิร์ทซ์ 160 วัตต์) กรดไขมันอิสระ, เมทานอล (เมทานอล / ไขมันกรดอัตราส่วนโมลของ 9: 1) และ H2SO4 (3.5%) ถูกเพิ่มเข้าไปในขวดด้านล่างรอบ 500 มลและ sonicated 60 นาทีที่ 60 องศาเซลเซียส เงื่อนไขเหล่านี้อยู่บนพื้นฐานของการศึกษาก่อนหน้าในการเพิ่มประสิทธิภาพของกรดไขมันอิสระกระบวนการ Sono-esterification นี้ (Lima et al., 2012, Santos et al., 2009 และซานโตส et al., 2010) หลังจาก esterification ไบโอดีเซลที่ถูกวางไว้ในช่องทางแยกและล้างสามครั้งด้วยน้ำที่ 25 ° C เพื่อเอาสิ่งสกปรก, เมทานอลและ H2SO4 สุดท้ายไบโอดีเซลถูกความร้อนที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียสจนความชื้นรวม แก๊สโครมาโตยังถูกใช้ในการอธิบายลักษณะของไบโอดีเซล เงื่อนไขที่ใช้ในการวิเคราะห์ได้เช่นเดียวกับการอธิบายลักษณะน้ำมัน. 2.4 การผลิตเอทานอลการผลิตเอทานอลได้ดำเนินการในขั้นตอนที่สอง: การย่อยสลายของพื้นดินใช้จ่ายกาแฟปราศจากน้ำมันตามด้วยการหมัก. น้ำมันฟรีกากกาแฟใช้จ่ายถูกไฮโดรไลซ์ด้วยกรดซัลฟูริกเจือจาง ความเข้มข้นแตกต่างกันของ H2SO4 (0.4 mol L-1 และ L-1 0.8 mol) ถูกนำไปใช้และการศึกษาในการประเมินผลการปฏิบัติงาน เอสซีจีและ H2SO4 วิธีการแก้ปัญหาที่ปราศจากน้ำมันถูกผสมเป็นไปในรูปสารละลายที่มีความเข้มข้นของแข็ง 20% สารละลายที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเป็นเวลา 5 นาทีเพื่อให้มั่นใจว่าของแข็งก็แยกย้ายกันสม่ำเสมอ การย่อยได้ดำเนินการในหม้อนึ่งความดันเป็นเวลา 15 นาทีที่ 121 ° C หลังจากการย่อยสลายเศษของแข็งถูกแยกออกจากของเหลวผ่านการกรองสูญญากาศ (GAST ผลิตรุ่น DOA-P704, Michigan, USA) เป็นกรดเป็นด่างของของเหลวปรับ 5.0 ± 0.3 ด้วยสารละลาย NaOH (1 mol L-1) และปริมาณของน้ำตาลกลูโคส xylarabin (ไซโล Plus และอราบิโน) 5 hyroxymethyl-2-เฟอร์ฟูรัล, เฟอร์ฟูรัล, กรดแลคติคและ กรดอะซิติกถูกนำมาวิเคราะห์ การทดสอบทั้งหมดได้ดำเนินการในเพิ่มขึ้นสามเท่า การรักษาดำเนินการโดยไม่ต้องเพิ่มกรดกำมะถันถูกนำมาใช้เป็นตัวควบคุม. หมักแหนมถูกดำเนินการโดยใช้บริสุทธิ์ S. cerevisiae วัฒนธรรมที่แยกได้จากยีสต์พาณิชย์ SAF-Momento (SAF อาร์เจนตินา, บัวโนสไอเรส) เชื้อถูกเปิดใช้งานครั้งแรกในกลางวุ้น Sabouraud BioLife (5.0 กรัม L-1 เปปโตน; 15.0 กรัม L-1 กลูโคสและ 15.0 กรัม L-1 วุ้น) และบ่มที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 48 ชั่วโมง แล้ววัฒนธรรมถูกย้ายไป 250 มล Erlenmeyer มีขนาด 200 ml ของกลาง: 30 กรัม L-1 กลูโคส 5.0 กรัมสารสกัดจาก L-1 ยีสต์ 10 กรัม L-1 (NH4) 2SO4 4.5 กรัม L-1 KH2PO4 1.0 กรัม L-1 MgSO4 · 7H2O และ 0.65 กรัม L-1 ZnSO4 ค่า pH ที่มีการปรับ 5.5 1 mol L-1 NaOH หรือ 1 mol L-1 HCl และผ่านการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 10 นาที วัฒนธรรมได้รับการเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมงและหมุนเหวี่ยงที่ 10,000g เป็นเวลา 10 นาทีเพื่อให้ได้พลังงานชีวมวลเริ่มต้นสำหรับการตรวจหมัก. การผลิตเอทานอลได้ดำเนินการใน 250 มล Erlenmeyer มี 50 มลของผลิตภัณฑ์ย่อยสลายและได้ทำใน เครื่องปั่น TE240 โรตารี (Tecnal - Piracicaba, บราซิล) วันที่ 30 ° C และ 150 รอบต่อนาที ความเข้มข้นเริ่มต้นของจุลินทรีย์เชื้อเป็น 10 กรัม L-1 เก็บตัวอย่างในช่วงเวลาที่กำหนดไว้และหมุนเหวี่ยง (BioEng เครื่องปั่นเหวี่ยงรุ่น SER-6000, Piracicaba, SP - บราซิล) ที่ 10,000g เป็นเวลา 10 นาที ใสถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณของน้ำตาลกลูโคส xylarabin และเอทานอล การทดสอบทั้งหมดได้ดำเนินการในเพิ่มขึ้นสามเท่า. ความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคส arabinose, xylarabin และเอทานอลได้รับการวัดโดยใช้ประสิทธิภาพสูงของ Liquid Chromatography - HPLC (ฟอร์ด, MA, USA) พร้อมกับน้ำตรวจจับดัชนีหักเห 2414 และ Supelcogel C-610H 7.8 × 300 มิลลิเมตร คอลัมน์เฟสเคลื่อนที่: H3PO4 0.1% อัตราการไหล: 0.5 มลนาที 1 วันที่ 30 องศาเซลเซียสและปริมาณการฉีด: (. Pinheiro et al, 2008) 10 ไมโครลิตร. หมักโปรตีนกรดอะซิติกกรดแลคติก 5 hydroxymethyl- 2 เฟอร์ฟูรัล