detergent, wood and food industries

detergent, wood and food industries. Currently, the production of acetic acid is carried out by chemical means using petrochemical feedstock or by the traditional approach of fermentative alcohol conversion using specific type of acetic acid bacteria. Among different chemical methods used, methanol carboxylation is the dominant production technology and accounting for over 65% of global capacity followed by ethylene oxidation, and alkane oxidation processes. Nowadays, acetic acid is an important as intermediate compound for the industrial production of different chemicals such as vinyl acetate polymer, cellulose acetate, terephthalic acid, dimethyl terephthalate, acetic acid esters/acetic anhydride and calcium magnesium acetate. All these products are made from petroleum-derived acetic acid1.
In spite of the fact that biological process for acetic acid production account for only 10% of global market production, it remain important process as many countries law stipulate that food grade vinegar must come from biological origin (fermentation). Therefore, optimization of biological process for acetic acid production is one of the most important industrial research and subject for study by many researcher groups using either free or immobilized cell systems2-7. For this bioprocess, there are several bacteria which can contribute to the production of acetic acid. Acetic acid bacteria were divided into five to six genera of which Acetobacter and Gluconabacter species can tolerate high concentration of acetic acid, which explain their use in vinegar production8. For industrial production, there are several species of Acetobacter that can be described as the main vinegar producer such as, A. aceti, A. pateurianus, A. peroxydans, A. orleaniensis, A. lovaniensis, A. estuniensis, A. malorum, A. cerevisiae and A. oeni. Therefore, Acetobacter is usually used in the production of vinegar from ethanol through acetaldehyde by consumed oxygen9. This production process is very sensitive for cultivation conditions applied and the chemical composition of the production medium. Carbon source used plays important role for bacterial growth and acetic acid production. It has been reported that, sugars such as: arabinose, xylose, ribose, glucose, galactose, mannose, melibiose, and trehalose can ferment by most of the Acetobacter strains10. However, the oxygen requirement for Acetobacter conversion makes the processes energy intensive. Other research also found that, the maximum production of acetic acid was achieved when cultivation medium was kept at 30 °C11. Nevertheless, the study was examined on dilution rates of bioreactor. However, the study which had been done by Zahoor and his group12 revealed that, Acetobacter aceti cells can grew in culture medium at temperature between 28 °C and 34 °C. Higher temperature up to 37 °C resulted in complete cell death.
Beside cultivation in batch mode, acetic acid production was also studies by using fed batch fermentation strategy. In repeated fed-batch fermentation, the product concentration from acetic acid achieved was about 80 g/L, but the number of viable cells at this product concentration was relatively low13. However, most of these studies were carried out using ethanol as main carbon and energy source. Compared to other carbon sources, ethanol is an expensive substrate and thus increase the production cost.
The current study is focused on optimization of acetic acid production process for high acetate production using glucose based cultivation medium. The first part of this research was focused on the effect of different medium components on the kinetics of cell growth and acetic acid production in small shake flask level. After medium optimization, cultivations were conducted in 16-L stirred tank bioreactor to evaluate the bioprocess scalability and production process under full controlled conditions in terms of agitation, aeration and pH control.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อุตสาหกรรมผงซักฟอก ไม้ และอาหาร ในปัจจุบัน การผลิตกรดอะซิติกจะดำเนินการ โดยวิธีทางเคมีโดยใช้วัตถุดิบปิโตรเคมี หรือ โดยวิธีการแบบดั้งเดิมของการหมักแอลกอฮอล์แปลงใช้ระบุชนิดของแบคทีเรียกรดอะซิติก หมู่เคมีวิธีใช้ carboxylation เมทานอลเป็นเทคโนโลยีการผลิตที่โดดเด่น และบัญชีกว่า 65% ของกำลังการผลิตทั่วโลกตาม ด้วยเอทิลีนออกซิเดชั่น และอัลเคนออกซิเดชันกระบวนการ ปัจจุบัน กรดอะซิติกเป็นสิ่งสำคัญเป็นสารประกอบระหว่างกลางสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตสารเคมีต่าง ๆ เช่นกรด terephthalic เซลลูโลสอะซิเต เมอร์ไวนิลอะซิเตท กรดอะซิติก esters/อะ ซิติกดและแคลเซียมแมกนีเซียมซิเตท เรฟ dimethyl ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ที่ทำจากปิโตรเลียมมา acid1 อะซิติกทั้ง ๆ ความจริงที่ว่า กระบวนการทางชีวภาพสำหรับบัญชีการผลิตกรดอะซิติกเพียง 10% ของตลาดโลกผลิต มันยังคงสำคัญประมวลมากประเทศกฎหมายระบุว่า น้ำส้มสายชูเกรดอาหารต้องมาจากชีวภาพ (หมัก) ดังนั้น เพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทางชีวภาพสำหรับการผลิตกรดอะซิติกเป็นหนึ่งในวิจัยอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดและเรื่องการศึกษาโดยนักวิจัยหลายกลุ่มใช้แบบฟรี หรือแบบตรึงเซลล์ systems2-7 สำหรับ bioprocess นี้ มีแบคทีเรียต่าง ๆ ซึ่งสามารถนำไปสู่การผลิตกรดอะซิติก แบคทีเรียกรดอะซิติกถูกแบ่งออกเป็นสกุลประมาณห้าถึงหกว่า Acetobacter และ Gluconabacter พันธุ์สามารถทนต่อกรดอะซิติก เข้มข้นซึ่งอธิบายการใช้งานใน production8 น้ำส้มสายชู สำหรับอุตสาหกรรมการผลิต มีหลายสายพันธุ์ของ Acetobacter ที่สามารถอธิบายได้เป็นผู้ผลิตน้ำส้มสายชูหลักเช่น A. aceti, A. pateurianus, A. peroxydans, A. orleaniensis, A. lovaniensis, A. estuniensis, A. malorum, A. cerevisiae และ A. oeni ดังนั้น Acetobacter มักจะใช้ในการผลิตน้ำส้มสายชูจากเอทานอลผ่าน acetaldehyde โดยใช้ oxygen9 กระบวนการผลิตนี้จะมีความสำคัญมากสำหรับการเพาะปลูกเงื่อนไขและองค์ประกอบทางเคมีของการผลิตสื่อ แหล่งคาร์บอนที่ใช้มีบทบาทสำคัญสำหรับการผลิตแบคทีเรียเจริญเติบโตและกรดอะซิติก มีรายงานว่า น้ำตาลเช่น: arabinose สาร น้ำตาล กลูโคส กาแล็กโทส mannose, melibiose และ trehalose สามารถหมัก โดยส่วนใหญ่ของ Acetobacter strains10 อย่างไรก็ตาม ความต้องการออกซิเจนสำหรับการแปลง Acetobacter ได้พลังงานกระบวนการเร่งรัด วิจัยอื่น ๆ ยังพบว่า การผลิตกรดอะซิติกสูงสุดสำเร็จเมื่อเพาะปลูกกลางถูกกำหนดไว้ที่ 30 ° C11 แต่ การศึกษาการตรวจสอบในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเจือจางอัตรา อย่างไรก็ตาม การศึกษาซึ่งได้ทำ โดย Zahoor และ group12 ของเขาเปิดเผยว่า Acetobacter aceti เซลล์สามารถเติบโตในวัฒนธรรมที่อุณหภูมิระหว่าง 28 ° C ถึง 34 องศาเซลเซียส อุณหภูมิสูงถึง 37 ° C ส่งผลทำให้เซลล์ตายBeside cultivation in batch mode, acetic acid production was also studies by using fed batch fermentation strategy. In repeated fed-batch fermentation, the product concentration from acetic acid achieved was about 80 g/L, but the number of viable cells at this product concentration was relatively low13. However, most of these studies were carried out using ethanol as main carbon and energy source. Compared to other carbon sources, ethanol is an expensive substrate and thus increase the production cost.The current study is focused on optimization of acetic acid production process for high acetate production using glucose based cultivation medium. The first part of this research was focused on the effect of different medium components on the kinetics of cell growth and acetic acid production in small shake flask level. After medium optimization, cultivations were conducted in 16-L stirred tank bioreactor to evaluate the bioprocess scalability and production process under full controlled conditions in terms of agitation, aeration and pH control.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผงซักฟอก, ไม้และอุตสาหกรรมอาหาร ปัจจุบันการผลิตกรดอะซิติกจะดำเนินการโดยวิธีการทางเคมีโดยใช้วัตถุดิบป้อนโรงงานปิโตรเคมีหรือโดยวิธีการแบบดั้งเดิมของการแปลงเครื่องดื่มแอลกอฮอล์หมักโดยใช้ประเภทที่เฉพาะเจาะจงของแบคทีเรียกรดอะซิติก ในบรรดาวิธีการทางเคมีที่แตกต่างกันใช้เมทานอล carboxylation เป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นการผลิตและการบัญชีกว่า 65% ของกำลังการผลิตทั่วโลกตามมาด้วยการเกิดออกซิเดชันเอทิลีนและกระบวนการออกซิเดชั่เคน ปัจจุบันกรดอะซิติกเป็นสิ่งที่สำคัญเป็นสารประกอบกลางสำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมของสารเคมีที่แตกต่างกันเช่นพอลิเมอไวนิลอะซิเตทเซลลูโลสอะซิเตท, กรด Terephthalic, dimethyl terephthalate เอสเตอร์กรดอะซิติก / อะซิติกแอนไฮไดอะซิเตทและแคลเซียมแมกนีเซียม ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้จะทำจากปิโตรเลียมที่ได้มาจาก acid1 อะซิติก.
ทั้งๆที่ความจริงที่ว่ากระบวนการทางชีวภาพสำหรับบัญชีการผลิตกรดอะซิติกในราคาเพียง 10% ของการผลิตในตลาดโลกก็ยังคงอยู่ในกระบวนการที่สำคัญตามที่กฎหมายหลายประเทศกำหนดว่าน้ำส้มสายชูเกรดอาหารจะต้องมาจาก ต้นกำเนิดทางชีวภาพ (หมัก) ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทางชีวภาพในการผลิตกรดอะซิติกเป็นหนึ่งในงานวิจัยอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดและเรื่องการศึกษาโดยกลุ่มนักวิจัยจำนวนมากโดยใช้ systems2-7 มือถือฟรีหรือตรึง สำหรับกระบวนการชีวภาพนี้มีหลายแบคทีเรียซึ่งสามารถนำไปสู่การผลิตกรดอะซิติก แบคทีเรียกรดอะซิติกถูกแบ่งออกเป็น 5-6 จำพวกซึ่ง Acetobacter และ Gluconabacter ชนิดสามารถทนต่อความเข้มข้นสูงของกรดอะซิติกซึ่งอธิบายการใช้ของพวกเขาใน production8 น้ำส้มสายชู สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตมีหลายสายพันธุ์ของเชื้อ Acetobacter ที่สามารถอธิบายเป็นผู้ผลิตหลักเช่นน้ำส้มสายชู, A. Aceti ก pateurianus, peroxydans เอเอ orleaniensis ก lovaniensis ก estuniensis ก Malorum, A. cerevisiae และ A. oeni ดังนั้น Acetobacter มักจะใช้ในการผลิตน้ำส้มสายชูจากเอทานอลผ่าน acetaldehyde โดย oxygen9 บริโภค กระบวนการผลิตนี้มีความสำคัญมากสำหรับเงื่อนไขการเพาะปลูกมาใช้และองค์ประกอบทางเคมีของกลางผลิต แหล่งคาร์บอนที่ใช้มีบทบาทสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและการผลิตกรดอะซิติก มันได้รับรายงานว่าน้ำตาลเช่น: arabinose, ไซโล, น้ำตาลกลูโคสกาแลคโต, mannose, melibiose และทรีฮาโลสามารถหมักโดยส่วนใหญ่ของ strains10 Acetobacter อย่างไรก็ตามความต้องการออกซิเจนสำหรับการแปลง Acetobacter ทำให้พลังงานกระบวนการที่เข้มข้น งานวิจัยอื่น ๆ ยังพบว่าการผลิตสูงสุดของกรดอะซิติกก็ประสบความสำเร็จเมื่อกลางการเพาะปลูกถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 30 องศา C11 อย่างไรก็ตามการศึกษาได้รับการตรวจสอบอัตราการลดสัดส่วนของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ อย่างไรก็ตามการศึกษาซึ่งได้รับการทำโดย Zahoor และ group12 ของเขาเปิดเผยว่าเซลล์ Acetobacter Aceti สามารถเติบโตในอาหารเลี้ยงเชื้อที่อุณหภูมิระหว่าง 28 ° C และ 34 ° C อุณหภูมิที่สูงขึ้นถึง 37 องศาเซลเซียสส่งผลให้เกิดการตายของเซลล์ที่สมบูรณ์.
นอกจากการเพาะปลูกในโหมดแบทช์การผลิตกรดอะซิติกก็ยังศึกษาโดยใช้กลยุทธ์การหมักชุดเฟด ในการหมักเฟดชุดซ้ำความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์จากกรดอะซิติกประสบความสำเร็จเป็นประมาณ 80 กรัม / ลิตร แต่จำนวนของเซลล์ที่มีชีวิตที่มีความเข้มข้นผลิตภัณฑ์นี้ค่อนข้าง low13 แต่ส่วนใหญ่ของการศึกษาเหล่านี้ถูกนำออกมาใช้เอทานอลเป็นคาร์บอนหลักและแหล่งพลังงาน เมื่อเทียบกับแหล่งคาร์บอนอื่น ๆ , เอทานอลเป็นสารตั้งต้นที่มีราคาแพงและทำให้เพิ่มต้นทุนการผลิต.
การศึกษาในปัจจุบันจะเน้นในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตกรดอะซิติกสำหรับการผลิตอะซิเตทสูงโดยใช้น้ำตาลในการเพาะปลูกตามสื่อ ส่วนแรกของการวิจัยครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่ผลของส่วนประกอบกลางแตกต่างกันในจลนศาสตร์ของการเจริญเติบโตของเซลล์และการผลิตกรดอะซิติกในระดับขวดสั่นขนาดเล็ก หลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพปานกลางปลูกได้ดำเนินการใน 16-L ถังหมักแบบกวนเพื่อประเมินความสามารถในการรองรับกระบวนการชีวภาพและกระบวนการผลิตภายใต้สภาวะควบคุมเต็มรูปแบบในแง่ของความปั่นป่วนให้อากาศและการควบคุมค่า pH

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผงซักฟอกอุตสาหกรรมไม้และอาหาร ในปัจจุบัน การผลิตของกรดจะดําเนินการโดยวิธีทางเคมี โดยใช้วัตถุดิบปิโตรเคมีหรือโดยวิธีการแบบดั้งเดิมของการวิศวกรรมเคมี การใช้แอลกอฮอล์ชนิดที่เฉพาะเจาะจงของแบคทีเรียกรดอะซิติก . ในเคมีที่แตกต่างกันวิธีการที่ใช้เมทานอลคาร์บอกซิเลชัน คือ เด่น เทคโนโลยีการผลิตและบัญชีสำหรับมากกว่า 65% ของความจุทั่วโลกตามด้วยเอธิลีนออกซิเดชันและโครงสร้างกระบวนการออกซิเดชัน ทุกวันนี้ ที่สำคัญคือ กรดเป็นสารขั้นกลางสำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมของสารเคมีต่าง ๆเช่น พอลิเมอไวนิลอะซิเตท acetate เซลลูโลสกรดเท dimethyl terephthalate , กรดน้ำส้ม , เอสเทอร์ / สารอเซติก แอนไฮไดรด์และแคลเซียมแมกนีเซียมอะซิเทต ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้จะทำจากปิโตรเลียมที่ได้รับการ acid1 .แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่า กระบวนการทางชีวภาพเพื่อการผลิตกรดอเซบัญชีเพียง 10% ของการผลิต ตลาดทั่วโลก มันเป็นขั้นตอนที่สำคัญ เช่น กฎหมายหลายประเทศกำหนดว่าน้ำส้มสายชูเกรดอาหารจะต้องมาจากประเทศทางชีวภาพ ( การหมัก ) ดังนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทางชีวภาพเพื่อการผลิตกรดเป็นหนึ่งในที่สำคัญที่สุดและอุตสาหกรรมวิจัย เรื่อง การศึกษาโดยนักวิจัยหลายกลุ่มใช้ฟรีหรือเซลล์ตรึง systems2-7 . สำหรับชื่นนี้มีแบคทีเรียหลายซึ่งสามารถสนับสนุนการผลิตกรดอะซิติก แบคทีเรียกรดน้ำส้มแบ่งออกเป็นห้าถึงหกสกุลและสปีชีส์ซึ่ง Acetobacter gluconabacter สามารถทนต่อความเข้มข้นสูงของกรดที่ใช้อธิบายใน production8 น้ำส้มสายชู สำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรม มีหลายสายพันธุ์ของ Acetobacter ที่สามารถอธิบายเป็นหลัก เช่น ใช้น้ำส้มสายชูผลิต A , A . pateurianus อ. peroxydans อ. orleaniensis อ. lovaniensis อ. estuniensis อ. malorum , A . S . cerevisiae และ A . oeni . ดังนั้น , Acetobacter มักจะใช้ในการผลิตน้ำส้มสายชูจากเอทานอลผ่านอะเซทัลดีไฮด์ โดยบริโภค oxygen9 . กระบวนการผลิตนี้เป็นคนอ่อนไหว และเงื่อนไขการใช้และองค์ประกอบทางเคมีของอาหารที่ผลิต แหล่งคาร์บอนที่ใช้มีบทบาทสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียผลิตกรดอะซิติก . มันได้รับรายงานว่าปริมาณน้ำตาลเช่นน้ำตาล , ไซโลส , ริโบสกลูโคส กาแลกโทส แมนโนส เมลิไบโ , และการ , สามารถหมักโดยส่วนใหญ่ของ Acetobacter strains10 . อย่างไรก็ตาม ความต้องการออกซิเจนเพื่อการแปลง Acetobacter ทำให้กระบวนการพลังงานที่เข้มข้น งานวิจัยอื่น ๆ นอกจากนี้ยังพบว่า การผลิตสูงสุดของกรดสําเร็จเมื่อกลางการเพาะปลูกถูกเก็บไว้ที่ 30 องศา C11 อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบในการเจือจางอัตรา Bioreactor . อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาซึ่งได้รับการทำโดย zahoor group12 ของเขาและพบว่าเซลล์สามารถเติบโต Acetobacter aceti ในอาหารเพาะเลี้ยงที่อุณหภูมิระหว่าง 30 ° C และ 34 องศา อุณหภูมิสูงถึง 37 องศา C ส่งผลให้เกิดการตายของเซลล์ที่สมบูรณ์นอกจากการปลูกในโหมดแบทช์ , การผลิตกรดยังศึกษาโดยการใช้ชุดให้อาหารและกลยุทธ์ ในการหมักแบบอาหารซ้ำ ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกรดความเข้มข้นประมาณ 80 กรัม / ลิตร แต่จำนวนของเซลล์ได้ ที่ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์นี้ค่อนข้าง low13 . แต่ส่วนใหญ่ของการศึกษาเหล่านี้ได้ทดลองใช้เอทานอลเป็นหลักแหล่งคาร์บอนและพลังงาน เมื่อเทียบกับแหล่งคาร์บอนอื่น เอทานอลเป็นสารที่มีราคาแพงและดังนั้นจึง เพิ่มต้นทุนการผลิตการศึกษาปัจจุบันเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตกรดอะซิเตตสูงสำหรับการผลิตกลูโคสโดยใช้สื่อการปลูกตาม ในส่วนแรกของงานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่ผลกระทบขององค์ประกอบสื่อที่แตกต่างกันต่อจลนพลศาสตร์ของการเจริญและการผลิตกรดในขวดเขย่าขนาดเล็กระดับ หลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพปานกลาง เพาะมีวัตถุประสงค์ใน 16-l ถังกวนแบบประเมินด้านกระบวนการผลิตเต็มรูปแบบและชื่นภายใต้สภาพควบคุมในแง่ของการปั่นอากาศและควบคุม PH