Although duckweed has been studied

Although duckweed has been studied for the recovery of
nutrients from wastewaters for decades, broad use of largescale
duckweed-based treatment systems does not exist yet
because of the lack of commercially viable products that can
be derived from the harvested duckweed biomass [9]. Owing
to its high protein content (15e45 w% dry basis) and an amino
acid composition similar to that of soybean, duckweed has
been proposed as an alternative animal feed [10], successfully
providing a large proportion of the protein required by the
animals with no adverse effects. The carbohydrate content of
wastewater-derived duckweed is usually low (3e15%) but can
be substantially increased by manipulating the growth conditions,
e.g., pH, phosphate concentration, and nutrient
accessibility [11e13]. This makes duckweed a promising substrate
to produce liquid fuel through fermentation. Xu et al.
achieved a starch content of 30% after growing Spirodela polyrrhiza
in nutrient-free well water for 8 days. After enzymatic
hydrolysis and yeast fermentation of the high-starch duckweed,
~95% of the theoretical starch-to-ethanol conversion
was realized, resulting in an estimated ethanol yield of
6.42  103 L ha1 yr1 [14]. Even so, more engineering efforts
are required to develop an array of duckweed-derived products
that are commercially viable.
Hydrogen has emerged as one very promising alternative
energy source because it is clean, efficient, and can be produced
from a variety of means, including thermochemical
processes or fermentation of plant biomass and organic residues.
So far, the most extensively studied plant biomass for
biohydrogen production is lignocellulosic biomass including
corn stover, wheat straw, rice straw, sweet sorghum, and
sugarcane bagasse [15]. Lignocellulosic biomass is abundant,
has a high carbohydrate content, however, its conversion is
challenging because hydrogen-producing microorganisms
can not directly utilize cellulose and hemicellulose, the major
carbohydrates in lignocellulosic biomass. Lignocellulosic
biomass also contains a large amount of lignin shielding cellulose
and hemicellulose from microbial degradation. Intensive
thermo-chemical pretreatment and subsequent
enzymatic hydrolysis are needed before lignocellulosic feedstocks
can be fermented and hydrogen is produced [16].
Depending on the characteristics of the feedstock and the
conditions applied in various conversion steps, biohydrogen
yields of 103e354 mL H2 g1 hexose have been achieved from
lignocellulosic biomass [17e20]. However, many have questioned
the economic viability of lignocellulosic conversion
bioprocesses, in particular because of the substantial capital
and operating costs associated with the thermo-chemical and
enzymatic pretreatment of the feedstock.
Duckweed has a different cell wall structure than typical
terrestrial plants and has a very low lignin content (

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แม้ไม่สดได้รับการศึกษาสำหรับการกู้คืนสารอาหารจาก wastewaters สำหรับทศวรรษที่ผ่านมา สิ่งที่ใช้ของ largescaleระบบบำบัดที่ใช้ไม่สดอยู่ยังเนื่องจากการขาดของผลิตภัณฑ์ที่เป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ที่สามารถได้มาจากชีวมวลไม่สดหวง [9] เนื่องจากเนื้อหาโปรตีน (15e45 w %พื้นฐานแห้ง) และมีกรดอะมิโนองค์ประกอบกรดคล้ายกับของถั่วเหลือง ไม่สดมีการนำเสนอเป็นการสำรองอาหารสัตว์ [10], เสร็จเรียบร้อยแล้วให้สัดส่วนขนาดใหญ่ของโปรตีนที่ต้องการโดยการสัตว์ ด้วยไม่มีผลกระทบ คาร์โบไฮเดรตเนื้อหาของมาเสียไม่สดจะต่ำ (3e15%) แต่สามารถเพิ่มอย่างมากโดยสภาพการเจริญเติบโตเช่น ค่า pH ความเข้มข้นของฟอสเฟต และสารอาหารสำหรับการเข้าถึง [11e13] ทำพื้นผิวแนวโน้มไม่สดการผลิตเชื้อเพลิงเหลวที่ผ่านการหมัก Xu et alได้รับปริมาณแป้ง 30% หลังจากเพิ่มขึ้น Spirodela polyrrhizaในฟรีสารกันน้ำสำหรับ 8 วัน หลังจากเอนไซม์ย่อยและยีสต์หมักไม่สดแป้งสูงการแปลงแป้งนอทฤษฎี ~ 95%ได้ตระหนัก ส่งผลให้มีผลผลิตเอทานอลโดยประมาณ6.42 103 L ฮา 1 ปี 1 [14] วิศวกรรมเพิ่มเติม ดังนั้นแม้ความพยายามจำเป็นต้องพัฒนาอาร์เรย์ของผลิตภัณฑ์มาไม่สดที่จะทำงานได้ในเชิงพาณิชย์ไฮโดรเจนกลายเป็นทางเลือกหนึ่งที่สัญญามากแหล่งพลังงานเนื่องจากทำความ สะอาด มีประสิทธิภาพ และสามารถผลิตfrom a variety of means, including thermochemicalprocesses or fermentation of plant biomass and organic residues.So far, the most extensively studied plant biomass forbiohydrogen production is lignocellulosic biomass includingcorn stover, wheat straw, rice straw, sweet sorghum, andsugarcane bagasse [15]. Lignocellulosic biomass is abundant,has a high carbohydrate content, however, its conversion ischallenging because hydrogen-producing microorganismscan not directly utilize cellulose and hemicellulose, the majorcarbohydrates in lignocellulosic biomass. Lignocellulosicbiomass also contains a large amount of lignin shielding celluloseand hemicellulose from microbial degradation. Intensivethermo-chemical pretreatment and subsequentenzymatic hydrolysis are needed before lignocellulosic feedstockscan be fermented and hydrogen is produced [16].Depending on the characteristics of the feedstock and theconditions applied in various conversion steps, biohydrogenyields of 103e354 mL H2 g1 hexose have been achieved fromlignocellulosic biomass [17e20]. However, many have questionedthe economic viability of lignocellulosic conversionbioprocesses, in particular because of the substantial capitaland operating costs associated with the thermo-chemical andenzymatic pretreatment of the feedstock.Duckweed has a different cell wall structure than typicalterrestrial plants and has a very low lignin content (<3%) [21].This suggests that duckweed could be more readily used bymicroorganisms for the production of useful metabolic products.In this study, duckweed Spirodela polyrrhiza harvestedfrom a swine wastewater treatment system was subjected tomild pretreatment and fermentation to demonstrate theproof-of-concept of duckweed conversion to biohydrogen.The effects of the pretreatment methods and fermentationconditions including temperature, initial pH, and biomassloading were investigated. The results show that duckweedcan be an effective feedstock for biohydrogen production, thuspaving the way for duckweed-based wastewater-to-hydrogensystems.

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แม้ว่าแหนได้ศึกษาสำหรับการกู้คืนของสารอาหารจากน้ำเสียโรงงานมานานหลายทศวรรษ ใช้กว้างมากกว่าแหนรักษาตามระบบไม่ได้อยู่ยังเพราะการขาดของผลิตภัณฑ์ในเชิงพาณิชย์ที่สามารถได้มาจากเก็บเกี่ยวแหนชีวมวล [ 9 ] เนื่องจากให้ปริมาณโปรตีนสูง ( 15e45 w % dry basis ) และกรดอะมิโนกรดองค์ประกอบคล้ายกับที่ของถั่วเหลือง ในขณะมีถูกเสนอเป็นอาหารของสัตว์อื่น [ 10 ] เรียบร้อยแล้วให้สัดส่วนขนาดใหญ่ของโปรตีนที่จำเป็นโดยสัตว์ที่ไม่มีผลข้างเคียง . เป็นเนื้อหาของน้ำเสียได้แหนมักจะต่ำ ( 3e15 % ) แต่สามารถได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยปรับเงื่อนไขการเติบโตเช่น pH , ความเข้มข้นของฟอสเฟต และสารอาหารการเข้าถึง [ 11e13 ] นี้ทำให้แหนวัสดุที่มีแนวโน้มเพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลวที่ผ่านการหมัก Xu et al .ได้ปริมาณแป้ง 30% หลังจากเติบโต Spirodela Polyrrhizaใช้ฟรีด้วยน้ำเป็นเวลา 8 วัน หลังจากเอนไซม์การย่อยสลายและการหมักยีสต์ของแหนแป้งสูง~ 95% ของแป้งทฤษฎีการแปลงเอทานอลคือว่า เป็นผลในการประมาณการผลผลิตเอทานอล6.42 103 ผม ha1 yr1 [ 14 ] ดังนั้นแม้ความพยายามวิศวกรรมมากขึ้นจะต้องสร้างอาเรย์ของแหนมาผลิตภัณฑ์ที่เป็นเชิงพาณิชย์ไฮโดรเจนมีชุมนุมเป็นหนึ่งทางเลือกที่มีแนวโน้มมากเพราะมันคือแหล่งพลังงานที่สะอาด มีประสิทธิภาพ และสามารถผลิตจากความหลากหลายของวิธีการรวมทั้งเคมีความร้อนกรรมวิธีการหมักชีวมวลพืช และสารอินทรีย์ .เพื่อให้ห่างไกลมากที่สุดอย่างกว้างขวางใช้ชีวมวลพืชสำหรับการผลิตไบโอไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงชีวมวล lignocellulosic รวมทั้งฝักข้าวโพด ข้าวสาลี ฟาง ฟางข้าว ข้าวฟ่างหวานชานอ้อย [ 15 ] ชีวมวล lignocellulosic อยู่มากมายมีปริมาณคาร์โบไฮเดรตสูง อย่างไรก็ตาม การแปลงเป็นท้าทายเนื่องจากไฮโดรเจนที่ผลิตจุลินทรีย์ไม่สามารถโดยตรงใช้เซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส เป็นหลักคาร์โบไฮเดรตในชีวมวล lignocellulosic . lignocellulosicชีวมวลยังมีปริมาณของเซลลูโลสและลิกนินแล้วเฮมิเซลลูโลสจากการย่อยสลายของจุลินทรีย์ เข้มข้นการบำบัดเคมีเทอร์โมและต่อเอนไซม์จำเป็นก่อน lignocellulosic Feedstocksที่สามารถหมักและไฮโดรเจนผลิตได้ [ 16 ]ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุดิบ และเงื่อนไขที่ใช้ในขั้นตอนการแปลงก๊าซไฮโดรเจนชีวภาพต่าง ๆผลผลิตของ 103e354 ml ราคา G1 เฮกโซสได้รับความจากlignocellulosic ชีวมวล [ 17e20 ] อย่างไรก็ตาม หลายคนถามชีวิตทางเศรษฐกิจของการแปลง lignocellulosicbioprocesses , โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะของเงินทุนที่สำคัญค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับเคมี เทอร์โม และการบำบัดด้วยเอนไซม์ของวัตถุดิบแหนมีความแตกต่างกว่าปกติโครงสร้างผนังเซลล์พืชสัตว์บก และมีเนื้อหาน้อยมาก ( < 3 เปอร์เซ็นต์ ลิกนิน ) [ 21 ]นี้แสดงให้เห็นว่าแหนอาจจะเพิ่มเติมพร้อมใช้โดยจุลินทรีย์สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญอาหารที่มีประโยชน์ในการศึกษานี้ แหน Spirodela Polyrrhiza เก็บเกี่ยวจากระบบบำบัดน้ำเสียฟาร์มสุกรภายใต้ภาวะที่ไม่รุนแรงและการหมัก แสดงให้เห็นถึงหลักฐานการแนวคิดของแหนการแปลงก๊าซไฮโดรเจนชีวภาพ .ผลของการวิธีการและการหมักเงื่อนไข ได้แก่ อุณหภูมิ pH เริ่มต้น และชีวมวลโหลดได้ ผลที่ได้แสดงให้เห็นว่าแหนสามารถเป็นวัตถุดิบที่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตไบโอไฮโดรเจน ดังนั้นปูทางสำหรับแหนน้ำเสียขึ้นอยู่กับไฮโดรเจนระบบ