The enzymatic hydrolysis of cellulo

The enzymatic hydrolysis of cellulosic biomass is a key step in the biochemical production of fuels and chemicals. Economically feasible large-scale implementation of the process requires operation at high solids loadings, i.e., biomass concentrations >15% (w/w). At increasing solids loadings, however, biomass forms a high viscosity slurry that becomes increasingly challenging to mix and severely mass transfer limited, which limits further addition of solids. To overcome these limitations, we developed a fed-batch process controlled by the yield stress and its changes during liquefaction of the reaction mixture. The process control relies on an in-line, non-invasive magnetic resonance imaging (MRI) rheometer to monitor real-time evolution of yield stress during liquefaction. Additionally, we demonstrate that timing of enzyme addition relative to biomass addition influences process efficiency, and the upper limit of solids loading is ultimately limited by end-product inhibition as soluble glucose and cellobiose accumulate in the liquid phase.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบของชีวมวล cellulosic เป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตชีวเคมีของเชื้อและสารเคมี ปฏิบัติเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจขนาดใหญ่ของกระบวนการต้องดำเนินการในอัตรา loadings เช่น ความเข้มข้นของชีวมวล > 15% (w/w) ที่เพิ่มขึ้นของแข็ง loadings ไร ชีวมวลแบบสารละลายมีความหนืดสูงที่ท้าทายมากขึ้นในการผสมและโอนโดยรวมอย่างรุนแรงจำกัด ซึ่งจำกัดการเพิ่มของแข็งต่อไป เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ เราต้องพัฒนาชุดติดตามกระบวนการควบคุมความเครียดผลผลิตและการเปลี่ยนแปลงระหว่าง liquefaction ผสมปฏิกิริยา ควบคุมกระบวนการผลิตอาศัยลารี่รีโอมในบรรทัด รุกรานไม่ใช่แม่เหล็กสั่นพ้องไฟฟ้า (mri) การตรวจสอบแบบเรียลไทม์วิวัฒนาการของความเครียดผลผลิตระหว่าง liquefaction นอกจากนี้ เราแสดงว่า เวลาของเอนไซม์นี้สัมพันธ์กับชีวมวลนี้มีผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ และขีดจำกัดบนของของแข็งที่โหลดเป็นสุดจำกัด โดยยับยั้งผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นน้ำตาลกลูโคสละลายและ cellobiose สะสมในเฟสของเหลว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การย่อยของเอนไซม์ชีวมวลเซลลูโลสเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการผลิตทางชีวเคมีของเชื้อเพลิงและสารเคมี การดำเนินการที่เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจขนาดใหญ่ของกระบวนการดำเนินงานที่ต้องใช้แรงของแข็งสูงคือความเข้มข้นของชีวมวล> 15% (w / w) เพิ่มภาระของแข็ง แต่รูปแบบชีวมวลสารละลายมีความหนืดสูงที่จะกลายเป็นความท้าทายมากขึ้นในการผสมและการถ่ายโอนมวล จำกัด อย่างรุนแรงที่ จำกัด นอกจากนี้ต่อไปของของแข็ง เพื่อเอา​​ชนะข้อ จำกัด เหล่านี้เราพัฒนากระบวนการอาหารชุดควบคุมโดยความเครียดผลผลิตและการเปลี่ยนแปลงในช่วงเหลวของผสมปฏิกิริยา การควบคุมกระบวนการอาศัยในบรรทัดไม่รุกรานถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) rheometer วิวัฒนาการในการตรวจสอบเวลาจริงของความเครียดผลผลิตในช่วงเหลว นอกจากนี้เราแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของญาตินอกจากนี้เอนไซม์ชีวมวลนอกจากนี้ประสิทธิภาพของกระบวนการอิทธิพลและขีด จำกัด บนของการโหลดของแข็งจะถูก จำกัด ในท้ายที่สุดโดยการยับยั้งสิ้นผลิตภัณฑ์ระดับน้ำตาลละลายน้ำและ cellobiose สะสมในของเหลว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เอนไซม์เอนไซม์ชีวมวล cellulosic เป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตชีวเคมีของเชื้อเพลิงและสารเคมี การดำเนินงานขนาดใหญ่ ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของกระบวนการต้องมีการกระทำสูงของแข็ง เช่น ปริมาณความเข้มข้น 15 % ( w / w ) ของแข็งที่เพิ่มภาระ , อย่างไรก็ตามรูปแบบการผลิตมวลชีวภาพความหนืดสูงที่กลายเป็นที่ท้าทายมากขึ้นในการผสมและการถ่ายเทมวล อย่างรุนแรง จำกัด ที่ จำกัด ส่วนเพิ่มเติมของของแข็ง ที่จะเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ เราได้พัฒนาชุดควบคุมกระบวนการผลิตอาหารจากความเครียดและการเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาระหว่างการแปรรูปผสม การควบคุมกระบวนการอาศัยในบรรทัดภาวะแม่เหล็ก ( MRI ) เพื่อตรวจสอบเวลาจริงของระบบวิวัฒนาการต่อความเครียดในระหว่างการแปรรูป . นอกจากนี้ เราแสดงให้เห็นว่าเวลาของเอนไซม์นอกจากนี้ญาติ การเพิ่มชีวมวลอิทธิพลประสิทธิภาพของกระบวนการ และขีด จำกัด บนของของแข็งโหลดสุด จำกัด โดยผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นกลูโคสและสารละลายที่สะสมในเฟสของเหลว