1. IntroductionSustainable alternat

1. Introduction
Sustainable alternative transportation fuels are in high demand and are of interest as second-generation biofuels. One such biofuel is ethanol produced from non-food biomass (Sims et al., 2010;
Webner et al., 2010). Ethanol production consists of four principal steps: (1) chemical and physicochemical pretreatment, (2) enzymatic hydrolysis, (3) microbial fermentation (often using Saccharomyces cerevisiae), and (4) separation and concentration of ethanol (Hasunuma and Kondo, 2012). To decrease the energy required for the final separation process and to commercialize lignocellulosic ethanol technology, it is necessary to increase the ethanol concentration of the product after fermentation (Weng et al.2010; Zhang et al., 2012). Concentrating enzymatic hydrolyzates (glucose and xylose) using membrane separation process, nanofiltration, with molecular weight cutoffs between ultrafiltration and
reverse osmosis, is attractive because nanofiltration is a widelyused technique in biorefineries due to its low energy consumption and unique separation properties (Murthy et al., 2005; Huang et al., 2008; Weng et al., 2009; Weng et al., 2010; Qi et al., 2012; Zhanget al., 2012). Of several pretreatment methods, dilute acid pretreatment is
one of the most commonly used because of its effectiveness and low cost (Alvira et al., 2010). However, various by-products, such as acetic acid, formic acid, furfural, 5-hydroxymethyl furfural (HMF), and aromatic lignin degradation compounds are simultaneously produced, and affect microbial metabolism during fermentation (Matsuda et al. 2011). Concentrating sugars in the feed solution by membrane separation, and passing by-products, should
provide a product that has high concentrations of ethanol.However, the effect of concentrating the feed after membrane
separation on microbial fermentation has not yet been clarified. Wild-type S. cerevisiae cannot utilize pentose sugars, so S. cerevisiae has been genetically engineered over the past several decades to allow pentose sugar fermentation (Van Vleet and Jeffries,2009). The introduction of heterologous genes encoding xylose reductase and xylitol dehydrogenase from Pichia stipitis, and xylulokinase from S. cerevisiae has provided strains of S. cerevisiae that can ferment xylose (Ho et al., 1998; Eliasson et al., 2000; Katahiraet al., 2004). Rice straw is an abundant lignocellulosic biomass in Japan
(Sasaki et al., 2010; Matsuda et al., 2011) and was used in this study. The aim of this study was to select membranes for preferentially concentrating glucose and xylose over other by-products in liquid hydrolysates after dilute acid pretreatment of rice straw, thereby allowing better subsequent microbial fermentation. Another aim of this research was to investigate the effect of the membrane- concentrated liquid hydrolysate on ethanol fermentation by a genetically engineered S. cerevisiae that can co-ferment glucose and xylose to ethanol. Seven types of membranes (NTR-729HF,
NTR-7410, NTR-7430, NTR-7450, NTR-7250, NTR-7470pHT, and ESNA3) purchased from Nitto Denko Corporation (Osaka, Japan) were investigated. Initial experiments used glucose or diluted sugar beet molasses (as a model sugar mixture) in order to check the characteristics of the membrane for concentrating sugars. This
was followed by an investigation of ethanol fermentation efficiency using dilute acid-pretreated rice straw hydrolysate.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทนำเชื้อเพลิงการขนส่งทางเลือกที่ยั่งยืนมีความต้องการสูง และมีความสนใจสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพ เชื้อเพลิงชีวภาพเช่นหนึ่งคือ เอทานอลที่ผลิตจากชีวมวลไม่ใช่อาหาร (Sims et al. 2010Webner et al. 2010) ผลิตเอทานอลประกอบด้วยขั้นตอนหลักที่สี่: ปรับสภาพ (1) เคมี และคุณลักษณะ, (2) เอนไซม์ย่อย, (3) จุลินทรีย์หมัก (มักใช้ Saccharomyces cerevisiae), และ (4) การแยก และความเข้มข้นของเอทานอล (Hasunuma และคอนโด 2012) เพื่อลดพลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการแยกสุดท้าย และจำหน่ายเทคโนโลยีเอทานอ lignocellulosic จึงจำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นเอทานอลของผลิตภัณฑ์หลังจากการหมัก (เตอรองต์ et al.2010 Zhang et al. 2012) มุ่ง hydrolyzates เอนไซม์ (กลูโคสและสาร) ด้วยกระบวนการแยกเมมเบรน การกรอง cutoffs น้ำหนักโมเลกุลระหว่างกรอง และย้อนกลับออสโมซิ เป็นที่น่าสนใจเนื่องจากการกรองเป็นเทคนิค widelyused ใน biorefineries เนื่องจากการใช้พลังงานต่ำและคุณสมบัติการแยกเฉพาะ (Murthy et al. 2005 Huang et al. 2008 เตอรองต์ et al. 2009 เตอรองต์ et al. 2010 ชิ et al. 2012 Zhanget al. 2012) วิธีสวยงามมากกว่าหลาย เจือจางปรับสภาพกรดเป็นหนึ่งที่ใช้กันมากที่สุดเนื่องจากประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำ (Alvira et al. 2010) อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่นกรดอะซิติก กรดฟอร์มิก furfural, furfural 5 hydroxymethyl (HMF), และสารที่ย่อยสลายลิกนิหอมมีพร้อมกัน และมีผลต่อการเผาผลาญอาหารจุลินทรีย์ในระหว่างการหมัก (มัทสึดะ et al. 2011) ด้วย ควรมุ่งเน้นน้ำตาลในการแก้ปัญหาอาหารสัตว์ โดยการแยกเมมเบรน และส่งผลิตภัณฑ์ให้ผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นสูงของเอทานอล อย่างไรก็ตาม ผลของการมุ่งเน้นตัวดึงข้อมูลหลังจากเมมเบรนแยกบนหมักจุลินทรีย์ได้ไม่ได้ถูกชี้แจง ป่าชนิด S. cerevisiae ไม่สามารถใช้น้ำตาล pentose เพื่อ S. cerevisiae การพันธุวิศวกรรมในหลายทศวรรษที่ผ่านมาเพื่อให้หมักน้ำตาล pentose (Van Vleet และ Jeffries, 2009) การนำยีน heterologous เข้ารหัสสาร dehydrogenase reductase และไซลิทอลจาก Pichia stipitis และ xylulokinase จาก S. cerevisiae มีสายพันธุ์ของ S. cerevisiae ที่สามารถหมักสาร (โฮจิมินห์และ al. 1998 Eliasson et al. 2000 Katahiraet al. 2004) ฟางข้าวจะมีชีวมวล lignocellulosic มากมายในญี่ปุ่น(Sasaki et al. 2010 มัทสึดะร้อยเอ็ด 2011) และใช้ในการศึกษานี้ จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือการ เลือกเยื่อสำหรับเป็นมุ่งกลูโคสและสารมากกว่าผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ใน hydrolysates ของเหลวหลังจากปรับสภาพกรด dilute ของฟางข้าว ซึ่งดีกว่าการจุลินทรีย์หมัก อีกจุดมุ่งหมายของการวิจัยนี้เป็นการตรวจสอบผลของเมมเบรน - เข้มข้นด้วยของเหลวในการหมักเอทานอล โดย cerevisiae S. พันธุวิศวกรรมที่ร่วมสามารถหมักน้ำตาลกลูโคสและสารเพื่อเอทานอล 7 ชนิดของเยื่อ (เอ็นที-729HFNTR-7410 เอ็นที-7430 เอ็นที-7450 เอ็นที-7250 เอ็นที 7470pHT และ ESNA3) ซื้อจากบริษัทในเครือฯ คอร์ปอเรชั่น (โอซาก้า ญี่ปุ่น) ได้ตรวจสอบ เริ่มต้นทดลองใช้กลูโคส หรือผสมกากน้ำตาลนทาน (เป็นส่วนผสมน้ำตาลรุ่น) เพื่อตรวจสอบลักษณะของเมมเบรนสำหรับมุ่งน้ำตาล นี้ตามมา โดยการตรวจสอบประสิทธิภาพการหมักเอทานอลที่ใช้ dilute pretreated กรดข้าวฟางด้วย

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
ยั่งยืนเชื้อเพลิงที่ขนส่งทางเลือกที่อยู่ในความต้องการสูงและเป็นที่สนใจเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สอง หนึ่งเชื้อเพลิงชีวภาพดังกล่าวเป็นเอทานอลที่ผลิตจากชีวมวลที่ไม่ใช่อาหาร (เดอะซิมส์ et al, 2010;.
Webner et al, 2010). การผลิตเอทานอลประกอบด้วยสี่ขั้นตอนหลักคือ (1) ทางเคมีและการปรับสภาพทางเคมีฟิสิกส์ (2) ย่อยโปรตีน (3) การหมักจุลินทรีย์ (มักใช้ Saccharomyces cerevisiae) และ (4) การแยกและความเข้มข้นของเอทานอล (Hasunuma และคอนโดะ, 2012) . เพื่อลดการใช้พลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการแยกและสุดท้ายเพื่อเป็นการค้าเทคโนโลยีเอทานอลลิกโนเซลลูโลสมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเพิ่มความเข้มข้นของเอทานอลของผลิตภัณฑ์หลังจากการหมัก (Weng et al.2010. Zhang et al, 2012) มุ่งเน้น hydrolyzates เอนไซม์ (กลูโคสและไซโลส) โดยใช้กระบวนการแยกเยื่อนาโนกับแต่งตัวน้ำหนักโมเลกุลระหว่างกรองและ
การ Reverse Osmosis เป็นที่น่าสนใจเพราะนาโนเป็นเทคนิค widelyused ใน biorefineries เนื่องจากการบริโภคพลังงานที่ต่ำและคุณสมบัติการแยกที่ไม่ซ้ำกัน (Murthy et al, 2005; Huang et al, 2008;. Weng et al, 2009;. Weng et al, 2010;. ฉี et al, 2012;.. Zhanget อัล 2012) วิธีการปรับสภาพหลายเจือจางกรดปรับสภาพเป็น
ส่วนหนึ่งของการใช้กันมากที่สุดเพราะประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำ (Alvira et al., 2010) อย่างไรก็ตามต่างๆโดยผลิตภัณฑ์เช่นกรดอะซิติกกรดฟอร์มิเฟอร์ฟูรัล 5 hydroxymethyl เฟอร์ฟูรัล (HMF) และมีกลิ่นหอมสารลิกนินการย่อยสลายที่มีการผลิตพร้อมกันและส่งผลกระทบต่อการเผาผลาญอาหารของจุลินทรีย์ระหว่างการหมัก (Matsuda et al. 2011) มุ่งเน้นในการแก้ปัญหาน้ำตาลฟีดโดยการแยกเยื่อและผ่านโดยผลิตภัณฑ์ควร
ให้ผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นสูงของ ethanol.However เป็นผลของการมุ่งเน้นฟีดหลังจากที่เมมเบรน
แยกหมักจุลินทรีย์ยังไม่ได้รับการชี้แจง ป่าชนิด S. cerevisiae ไม่สามารถใช้น้ำตาล pentose ดังนั้น S. cerevisiae ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาจะช่วยให้การหมักน้ำตาลเพนโตส (Van Vleet และเจฟฟรีส์ 2009) การเปิดตัวของยีน heterologous เข้ารหัส reductase ไซโลสและไซลิทอลจาก dehydrogenase Pichia stipitis และ xylulokinase จาก S. cerevisiae ได้จัดให้มีสายพันธุ์ของ S. cerevisiae ที่สามารถหมักไซโลส (โฮ et al, 1998;. Eliasson et al, 2000;. Katahiraet อัล , 2004) ฟางข้าวเป็นชีวมวลลิกโนเซลลูโลสที่อุดมสมบูรณ์ในประเทศญี่ปุ่น
(ซาซากิ et al, 2010;. Matsuda et al, 2011.) และถูกนำมาใช้ในการศึกษาครั้งนี้ จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้เพื่อเลือกสำหรับเยื่อพิเศษมุ่งเน้นกลูโคสและไซโลสในช่วงอื่น ๆ โดยผลิตภัณฑ์ในไฮโดรไลเซของเหลวหลังจากปรับสภาพกรดเจือจางของฟางข้าวจะช่วยให้ดีขึ้นภายหลังการหมักจุลินทรีย์ จุดมุ่งหมายของการวิจัยครั้งนี้อีกประการหนึ่งคือเพื่อศึกษาผลของความเข้มข้น membrane- ไฮโดรไลของเหลวในการหมักเอทานอลโดยดัดแปลงพันธุกรรม S. cerevisiae ที่สามารถร่วมหมักกลูโคสและไซโลสเอทานอล เจ็ดประเภทของเยื่อ (NTR-729HF,
NTR-7410, NTR-7430, NTR-7450, NTR-7250, NTR-7470pHT และ ESNA3) ซื้อมาจาก Nitto Denko คอร์ปอเรชั่น (โอซาก้าประเทศญี่ปุ่น) ได้รับการตรวจสอบ เริ่มต้นการทดลองใช้กลูโคสหรือเจือจางกากน้ำตาลน้ำตาลหัวผักกาด (เป็นส่วนผสมน้ำตาล Model) ในการสั่งซื้อเพื่อตรวจสอบลักษณะของเมมเบรนสำหรับการมุ่งเน้นน้ำตาล นี้
ตามมาด้วยการตรวจสอบประสิทธิภาพการหมักเอทานอลโดยใช้กรดเจือจางปรับสภาพฟางข้าวไฮโดรไล

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . แนะนำยั่งยืนการขนส่งทางเลือกเชื้อเพลิงอยู่ในความต้องการสูงและมีความสนใจเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สอง . เชื้อเพลิงชีวภาพเช่นเป็นเอทานอลที่ผลิตจากชีวมวลที่ไม่ใช่อาหาร ( Sims et al . , 2010webner et al . , 2010 ) การผลิตเอทานอลประกอบด้วย 4 ขั้นตอนหลัก ได้แก่ ( 1 ) การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและการ ( 2 ) เอนไซม์ ( 3 ) จุลินทรีย์ ( มักจะใช้ Saccharomyces cerevisiae ) และ ( 4 ) การแยกและความเข้มข้นของเอทานอล ( ฮาสุนุมะ และ คอนโดะ , 2012 ) เพื่อลดพลังงานที่ต้องใช้ในกระบวนการแยกสุดท้ายและเพื่อเป็นการค้าเทคโนโลยีเอทานอล lignocellulosic จำเป็นต้องเพิ่มเอทานอลความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์หลังจากการหมัก ( เวง และ al.2010 ; Zhang et al . , 2012 ) ( กลูโคสและไซโลส โดยมุ่งเน้น hydrolyzates ) โดยใช้กระบวนการแยกด้วยเมมเบรนที่มีน้ำหนักโมเลกุล cutoffs ระหว่างกรองและย้อนกลับ Osmosis , เป็นที่น่าสนใจเพราะด้วย เป็นเทคนิคใน biorefineries แพร่หลายเนื่องจากการบริโภคพลังงานต่ำและคุณสมบัติการแยกเฉพาะ ( เมอร์ที่ et al . , 2005 ; Huang et al . , 2008 ; เวง et al . , 2009 ; เวง et al . , 2010 , ฉี et al . , 2012 ; zhanget al . , 2555 ) วิธีการทำหลาย , กรดเจือจางก่อน คือหนึ่งที่ใช้กันมากที่สุดเพราะมีประสิทธิผลและค่าใช้จ่ายต่ำ ( alvira et al . , 2010 ) อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆเช่น กรดอะซิติก กรด , furfural , 5-hydroxymethyl เฟอร์ฟูรัล ( hmf ) และการย่อยสลายสารหอมลิกนินจะพร้อมกันจำนวนมาก และส่งผลกระทบต่อเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ในระหว่างการหมัก ( มัตสึดะ et al . 2011 ) ใช้น้ำตาลในสารละลายป้อนโดยการแยกด้วยเมมเบรน และผ่านผลิตภัณฑ์ , ควรให้ผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นสูงของเอทานอล อย่างไรก็ตาม ผลของการมุ่งเน้นอาหารหลังจากเมมเบรนการแยกจุลินทรีย์ที่ยังไม่ชัดเจน ป่าชนิด S . cerevisiae ไม่สามารถใช้น้ำตาลเพนโทส ดังนั้น S . cerevisiae ถูกดัดแปลงพันธุกรรม ในช่วงหลายทศวรรษเพื่อให้กระบวนการหมักน้ำตาลเพนโทส ( รถตู้ vleet และเจฟฟรี่ , 2009 ) เบื้องต้นของยีนทั้งสองชนิดและปริมาณและเนสจาก pichia stipitis การเข้ารหัส และ xylulokinase จาก S . cerevisiae มีสายพันธุ์ของเชื้อ S . cerevisiae ที่หมักไซโลส ( โฮ et al . , 1998 ; eliasson et al . , 2000 ; katahiraet al . , 2004 ) ฟางข้าวเป็นเชื้อเพลิงชีวมวล lignocellulosic มากมายในญี่ปุ่น( ซาซากิ et al . , 2010 ; ดะ et al . , 2011 ) และเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือ เพื่อเลือกใช้กลูโคสและไซโลสเมมเบรนสำหรับ preferentially กว่าผลิตภัณฑ์อื่นในของเหลว หลังการเจือจางกรด ฟางข้าว เพื่ออนุญาตให้ขึ้นตามมาจุลินทรีย์หมัก อีกจุดมุ่งหมายของงานวิจัยนี้ เพื่อศึกษาผลของเยื่อแผ่นเหลวเข้มข้น - จากในการหมักเอทานอลโดยดัดแปลงพันธุกรรม S . cerevisiae ที่หมักไซโลสจำกัดกลูโคสและเอทานอล เจ็ดประเภทของ ( ntr-729hf เมมเบรน ,ntr-7410 ntr-7430 ntr-7450 ntr-7250 , , , , ntr-7470pht และ esna3 Nitto Denko Corporation ( ) ซื้อจากโอซาก้า ประเทศญี่ปุ่น คือ การทดลองครั้งแรกใช้กลูโคสหรือเจือจางน้ำตาลกากน้ำตาล ( เป็นแบบน้ำตาลผสม ) เพื่อตรวจสอบลักษณะของเมมเบรนเพื่อใช้น้ำตาล นี้ตามด้วยการตรวจสอบประสิทธิภาพการหมักเอทานอลจากฟางข้าวที่ผ่านการเจือจางกรด .