Ultraäänellä avustettu käyminen bioetanolin tuotantoon

Ultraäänellä avustettu käyminen voi parantaa bioetanolin tuotantoa edistämällä monimutkaisten hiilihydraattien hajoamista yksinkertaisemmiksi sokereiksi, jolloin hiiva on helpommin saatavilla etanoliksi. Samanaikaisesti sonikaatio parantaa myös hiivasoluseinän läpäisevyyden tehokkuutta, mikä mahdollistaa etanolin nopeamman vapautumisen ja lisääntyneen kokonaistuotannon. Siten ultraäänellä avustettu bioetanolin käyminen johtaa korkeampiin muuntokursseihin ja parannettuihin saantoihin.

käyminen

Fermentaatio voi olla aerobinen (=oksidatiivinen käyminen) tai anaerobinen prosessi, jota käytetään bioteknologisissa sovelluksissa orgaanisen materiaalin muuntamiseksi bakteeri-, sieni- tai muilla biologisilla soluviljelmillä tai entsyymeillä. Fermentoimalla energiaa uutetaan orgaanisten yhdisteiden, esimerkiksi hiilihydraattien, hapetuksesta.
Sokeri on yleisin käymisen substraatti, joka syntyy käymisen jälkeen tuotteissa, kuten maitohapossa, laktoosissa, etanolissa ja vedyssä. Alkoholikäymiseen, etanoliin – erityisesti polttoaineeksi, mutta myös alkoholijuomiin – tuotetaan fermentoimalla. Kun tietyt hiivakannat, kuten Saccharomyces cerevisiae metaboloivat sokeria, hiivasolut muuttavat lähtöaineen etanoliksi ja hiilidioksidiksi.

Alla olevat kemialliset yhtälöt tiivistävät muunnoksen:

Jos lähtöaineena on tärkkelys, esimerkiksi maissitärkkelys, tärkkelys on ensin muutettava sokeriksi. Polttoaineena käytettävän bioetanolin osalta vaaditaan hydrolyysi tärkkelyksen muuntamiseksi. Tyypillisesti hydrolyysiä nopeutetaan happamalla tai entsymaattisella käsittelyllä tai näiden yhdistelmällä. Normaalisti käyminen tapahtuu noin 35–40 °C:ssa.
Yleiskatsaus eri käymisprosesseihin:

Ruoka:

• tuotanto & säilytys
• meijeri (maitohappokäyminen), esim. jogurtti, kirnupiimä, kefiiri
• maitopitoiset fermentoidut vihannekset, kuten kimchi, miso, natto, tsukemono, hapankaali
• aromaattisten aineiden, kuten soijakastikkeen, kehittäminen
• parkitusaineiden, kuten teen, kaakaon, kahvin, tupakan, hajoaminen
• alkoholijuomat, kuten olut, viini, viski

Huumeet:

• lääketieteellisten yhdisteiden, kuten insuliinin, hyaluronihapon, tuotanto

Biokaasu/etanoli:

• biokaasun / bioetanolin tuotannon parantaminen

Erilaiset tutkimuspaperit ja testit penkki- ja pilottikoossa ovat osoittaneet, että ultraääni parantaa käymisprosessia tekemällä enemmän biomassaa entsymaattiseen käymiseen. Seuraavassa osassa käsitellään ultraäänen vaikutuksia nesteessä.

Ultraääninesteen käsittelyn vaikutukset

Suuritehoisella / matalataajuisella ultraäänellä voidaan tuottaa suuria amplitudit. Näin ollen suuritehoista / matalataajuista ultraääntä voidaan käyttää nesteiden käsittelyyn, kuten sekoittamiseen, emulgointiin, dispergointiin ja deagglomerointiin tai jyrsintään.
Kun sonikoidaan nesteitä suurilla intensiteeteillä, nestemäiseen väliaineeseen leviävät ääniaallot johtavat vuorotellen korkeapaineisiin (puristus) ja matalapaineisiin (harvinaisuus) sykleihin, joiden nopeudet riippuvat taajuudesta. Matalapainesyklin aikana korkean intensiteetin ultraääniaallot luovat pieniä tyhjiökuplia tai tyhjiöitä nesteeseen. Kun kuplat saavuttavat tilavuuden, jossa ne eivät enää pysty absorboimaan energiaa, ne romahtavat voimakkaasti korkeapainejakson aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi. kavitaatioTuo on “kuplien muodostuminen, kasvu ja implosiivinen romahtaminen nesteessä. Kavitaatioromahdus tuottaa voimakasta paikallista lämmitystä (~ 5000 K), korkeita paineita (~ 1000 atm) ja valtavia lämmitys- ja jäähdytysnopeuksia (>109 K/s)” ja nestesuihkuvirrat (~400 km/h)". (Suslick 1998)

Kavitaation luomiseen on erilaisia keinoja, kuten korkeapainesuuttimilla, roottori-staattorisekoittimilla tai ultraääniprosessoreilla. Kaikissa näissä järjestelmissä syöttöenergia muuttuu kitkaksi, turbulensseiksi, aalloiksi ja kavitaatioksi. Kavitaatioksi muunnetun syöttöenergian osuus riippuu useista tekijöistä, jotka kuvaavat kavitaatiota tuottavien laitteiden liikettä nesteessä. Kiihtyvyyden voimakkuus on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat energian tehokkaaseen muuntamiseen kavitaatioksi. Suurempi kiihtyvyys luo suurempia paine-eroja. Tämä puolestaan lisää tyhjiökuplien muodostumisen todennäköisyyttä nesteen läpi etenevien aaltojen luomisen sijaan. Siten mitä suurempi kiihtyvyys, sitä suurempi on energian osuus, joka muuttuu kavitaatioksi.
Ultraäänianturin tapauksessa värähtelyn amplitudi kuvaa kiihtyvyyden voimakkuutta. Korkeammat amplitudit johtavat tehokkaampaan kavitaation luomiseen. Intensiteetin lisäksi nestettä tulisi kiihdyttää siten, että syntyy minimaalisia häviöitä turbulenssien, kitkan ja aallonmuodostuksen suhteen. Tätä varten optimaalinen tapa on yksipuolinen liikesuunta. Sonikaatioprosessin voimakkuuden ja parametrien muuttaminen, ultraääni voi olla erittäin kovaa tai erittäin pehmeää. Tämä tekee ultraäänestä erittäin monipuolisen työkalun erilaisiin sovelluksiin.

Pehmeitä sovelluksia, joissa käytetään lievää sonikaatiota lievissä olosuhteissa, ovat Kaasupäästöt, Emulgointiaineja entsyymiaktivaatio. Kovat sovellukset, joilla on korkea intensiteetti / suuritehoinen ultraääni (enimmäkseen korotetussa paineessa), ovat märkä jyrsintä, deagglomeraatio & hiukkaskoon pienentäminen ja Purkamalla. Moniin sovelluksiin, kuten Uuttaminen, hajoaminen tai Sonokemia, pyydetty ultraääniintensiteetti riippuu sonikoitavasta materiaalista. Erilaisten parametrien avulla, jotka voidaan mukauttaa yksittäiseen prosessiin, ultraääni mahdollistaa makean pisteen löytämisen kullekin yksittäiselle prosessille.
Erinomaisen tehonmuunnoksen lisäksi ultrasonication tarjoaa suuren edun tärkeimpien parametrien täydellisestä hallinnasta: amplitudi, paine, lämpötila, viskositeetti ja pitoisuus. Tämä tarjoaa mahdollisuuden säätää kaikkia näitä parametreja tavoitteena löytää ihanteelliset käsittelyparametrit kullekin materiaalille. Tämä johtaa suurempaan tehokkuuteen ja optimoituun tehokkuuteen.

Ultraääni käymisprosessien parantamiseksi, selitetään esimerkillisesti bioetanolin tuotannolla

Bioetanoli on tuote, jossa anaerobiset tai aerobiset bakteerit hajottavat biomassaa tai biohajoavaa jätettä. Tuotettua etanolia käytetään pääasiassa biopolttoaineena. Tämä tekee bioetanolista uusiutuvan ja ympäristöystävällisen vaihtoehdon fossiilisille polttoaineille, kuten maakaasulle.
Etanolin tuottamiseksi biomassasta raaka-aineena voidaan käyttää sokeria, tärkkelystä ja lignoselluloosaa. Teollisuustuotannon koossa sokeri ja tärkkelys ovat tällä hetkellä vallitsevia, koska ne ovat taloudellisesti edullisia.
Miten ultraääni parantaa asiakaskohtaista prosessia tietyllä raaka-aineella tietyissä olosuhteissa, voidaan kokeilla hyvin yksinkertaisesti toteutettavuustesteillä. Ensimmäisessä vaiheessa pienen määrän raaka-aineen lietteen sonikointi ultraäänellä laboratorion laite näkyy, jos ultraääni vaikuttaa raaka-aineeseen.

Toteutettavuuden testaus

Ensimmäisessä testausvaiheessa on sopivaa lisätä suhteellisen suuri määrä ultraäänienergiaa pieneen tilavuuteen nestettä, koska siten mahdollisuus kasvaa nähdäksesi, voidaanko tuloksia saada. Pieni näytemäärä lyhentää myös laboratoriolaitteen käyttöön kuluvaa aikaa ja vähentää ensimmäisten testien kustannuksia.
Ultraääniaallot välittyvät sonotrodin pinnalta nesteeseen. Sonotrode-pinnan alla ultraääniintensiteetti on voimakkain. Siten lyhyet etäisyydet sonotrodin ja sonikoidun materiaalin välillä ovat edullisia. Kun pieni nestetilavuus paljastuu, etäisyys sonotrodista voidaan pitää lyhyenä.
Alla olevassa taulukossa esitetään tyypilliset energia- / tilavuustasot sonikaatioprosesseille optimoinnin jälkeen. Koska ensimmäisiä kokeita ei suoriteta optimaalisella kokoonpanolla, sonikaatiointensiteetti ja aika 10-50 kertaa tyypillisestä arvosta osoittavat, onko sonikoidulle materiaalille vaikutusta vai ei.

Prosessi	Energia/ Tilavuus	Näytteen tilavuus	Valta	Aika
Yksinkertainen	< 100Ws/ml	10ml	50W	< 20 sekuntia
Keskiverto	100Ws/ml – 500Ws/ml	10ml	50W	20–100 sekuntia
Kova	> 500Ws/ml	10ml	50W	>100 sekuntia

Taulukko 1 – Tyypilliset sonikaatioarvot prosessin optimoinnin jälkeen

Koeajojen todellinen ottoteho voidaan tallentaa integroidulla tietojen tallennuksella (UP200Ht ja UP200St), PC-liitäntä tai tehomittari. Yhdessä amplitudiasetusta ja lämpötilaa koskevien tallennettujen tietojen kanssa voidaan arvioida kunkin kokeen tulokset ja määrittää energian/tilavuuden perusviiva.
Jos testien aikana on valittu optimaalinen konfiguraatio, tämä konfiguraation suorituskyky voidaan tarkistaa optimointivaiheen aikana ja lopulta skaalata kaupalliselle tasolle. Optimoinnin helpottamiseksi on erittäin suositeltavaa tutkia sonikoinnin rajoja, esimerkiksi lämpötila, amplitudi tai energia / tilavuus myös tietyille formulaatioille. Koska ultraääni voi aiheuttaa kielteisiä vaikutuksia soluihin, kemikaaleihin tai hiukkasiin, kunkin parametrin kriittiset tasot on tutkittava, jotta seuraava optimointi voidaan rajoittaa parametrialueelle, jossa negatiivisia vaikutuksia ei havaita. Toteutettavuustutkimusta varten suositellaan pieniä laboratorio- tai penkkiyksiköitä laitteiden ja näytteiden kustannusten rajoittamiseksi tällaisissa kokeissa. Yleensä 100–1 000 watin yksiköt palvelevat toteutettavuustutkimuksen tarkoituksia erittäin hyvin. (vrt. Hielscher 2005)

Optimointi

Toteutettavuustutkimuksissa saavutetut tulokset voivat osoittaa melko suurta energiankulutusta käsitellyn pienen tilavuuden suhteen. Toteutettavuustestin tarkoituksena on kuitenkin ensisijaisesti osoittaa ultraäänen vaikutukset materiaaliin. Jos toteutettavuustestauksessa ilmeni positiivisia vaikutuksia, on jatkettava ponnisteluja energian ja tilavuuden suhteen optimoimiseksi. Tämä tarkoittaa ultraääniparametrien ihanteellisen kokoonpanon tutkimista korkeimman saannon saavuttamiseksi käyttämällä mahdollisimman vähän energiaa, jotta prosessi olisi taloudellisesti järkevin ja tehokkain. Optimaalisen parametrikonfiguraation löytäminen – Tavoiteltujen hyötyjen saavuttaminen minimaalisella energiansyötöllä – tärkeimpien parametrien välinen korrelaatio amplitudi, paine, lämpötila ja neste Koostumus on tutkittava. Tässä toisessa vaiheessa suositellaan muutosta eräsonikaatiosta jatkuvaan sonikaatioasetukseen virtaussolureaktorilla, koska tärkeää paineparametria ei voida vaikuttaa erän sonikaatioon. Erän sonikoinnin aikana paine rajoittuu ympäristön paineeseen. Jos sonikaatioprosessi kulkee paineistettavan virtaussolukammion läpi, painetta voidaan nostaa (tai vähentää), mikä yleensä vaikuttaa ultraääniin kavitaatio Huomattavasti. Virtauskennoa käyttämällä voidaan määrittää paineen ja prosessin tehokkuuden välinen korrelaatio. Ultraääniprosessorit välillä 500 wattia ja 2000 wattia tehosta soveltuvat parhaiten prosessin optimointiin.

Skaalautuminen kaupalliseen tuotantoon

Jos optimaalinen kokoonpano on löydetty, lisäskaalaus on yksinkertaista, koska ultraääniprosessit ovat täysin toistettavissa lineaarisella asteikolla. Tämä tarkoittaa, että kun ultraääntä käytetään identtiseen nestemäiseen formulaatioon identtisessä käsittelyparametrikonfiguraatiossa, tarvitaan sama energia tilavuutta kohti, jotta saadaan identtinen tulos käsittelyn laajuudesta riippumatta. (Hielscher 2005). Tämä mahdollistaa ultraäänen optimaalisen parametrikonfiguraation toteuttamisen täysimittaiseen tuotantokokoon. Käytännössä tilavuus, jota voidaan käsitellä ultraäänellä, on rajaton. Kaupalliset ultraäänijärjestelmät, joissa on jopa 16 000 wattia yksikköä kohti on saatavana ja ne voidaan asentaa klustereihin. Tällaiset ultraääniprosessorien klusterit voidaan asentaa rinnakkain tai sarjaan. Suuritehoisten ultraääniprosessorien klusterikohtaisella asennuksella kokonaisteho on lähes rajaton, jotta suuria määriä virtoja voidaan käsitellä ongelmitta. Myös jos tarvitaan ultraäänijärjestelmän mukauttamista, esimerkiksi parametrien säätämiseksi modifioituun nestemäiseen formulaatioon, tämä voidaan tehdä enimmäkseen muuttamalla sonotrodia, tehostinta tai virtaussolua. Ultraäänen lineaarinen skaalautuvuus, toistettavuus ja sopeutumiskyky tekevät tästä innovatiivisesta tekniikasta tehokkaan ja kustannustehokkaan.

Ultraäänikäsittelyn parametrit

Ultraääninesteen käsittelyä kuvataan useilla parametreilla. Tärkeimmät ovat amplitudi, paine, lämpötila, viskositeetti ja pitoisuus. Prosessin tulos, kuten hiukkaskoko, tietylle parametrikonfiguraatiolle on energian funktio käsiteltyä tilavuutta kohti. Toiminto muuttuu yksittäisten parametrien muutosten myötä. Lisäksi ultraääniyksikön sonotrodin todellinen teho pinta-alaa kohti riippuu parametreista. Sonotrodin teho pinta-alaa kohti on pinnan intensiteetti (I). Pinnan intensiteetti riippuu amplitudista (A), paineesta (p), reaktorin tilavuudesta (VR), lämpötilasta (T), viskositeetista (η) ja muista.

Syntyneen kavitaation vaikutus riippuu pinnan intensiteetistä. Samalla tavalla prosessin tulos korreloi. Ultraääniyksikön kokonaisteho on pinnan intensiteetin (I) ja pinta-alan (S) tulo:

P [W] Minä [W / mm²]* s[mm²]

Amplitudi

Värähtelyamplitudi kuvaa tapaa (esim. 50 μm) sonotrodin pinta kulkee tietyssä ajassa (esim. 1/20 000s 20 kHz:n taajuudella). Mitä suurempi amplitudi, sitä suurempi on nopeus, jolla paine laskee ja kasvaa jokaisella iskulla. Tämän lisäksi jokaisen iskun tilavuussiirtymä kasvaa, mikä johtaa suurempaan kavitaatiotilavuuteen (kuplan koko ja/tai lukumäärä). Kun sitä käytetään dispersioihin, korkeammat amplitudit osoittavat suurempaa tuhoavuutta kiinteille hiukkasille. Taulukossa 1 esitetään joidenkin ultraääniprosessien yleiset arvot.

Paine

Nesteen kiehumispiste riippuu paineesta. Mitä korkeampi paine, sitä korkeampi on kiehumispiste ja päinvastoin. Kohonnut paine mahdollistaa kavitaation lämpötiloissa, jotka ovat lähellä kiehumispistettä tai sen yläpuolella. Se lisää myös luhistumisen voimakkuutta, joka liittyy staattisen paineen ja höyrynpaineen väliseen eroon kuplan sisällä (vrt. Vercet et al. 1999). Koska ultraääniteho ja intensiteetti muuttuvat nopeasti paineen muuttuessa, vakiopainepumppu on edullinen. Kun nestettä syötetään virtauskennoon, pumpun on kyettävä käsittelemään tietty nestevirtaus sopivilla paineilla. Kalvo- tai kalvopumput; joustavat putki-, letku- tai puristuspumput; peristalttiset pumput; tai männän tai männän pumppu aiheuttaa vaihtelevia paineen vaihteluita. Keskipakopumput, hammaspyöräpumput, spiraalipumput ja progressiiviset ontelopumput, jotka syöttävät sonikoitavaa nestettä jatkuvasti vakaassa paineessa, ovat edullisia. (Hielscher 2005)

lämpötila

Sonikoimalla nestettä teho siirretään väliaineeseen. Koska ultraäänellä tuotettu värähtely aiheuttaa turbulensseja ja kitkaa, sonikoitu neste - termodynamiikan lain mukaisesti – lämpenee. Käsitellyn väliaineen kohonneet lämpötilat voivat olla tuhoisia materiaalille ja vähentää ultraäänikavitaation tehokkuutta. Innovatiiviset ultraäänivirtauskennot on varustettu jäähdytysvaipalla (katso kuva). Tällä tavoin annetaan tarkka kontrolli materiaalin lämpötilasta ultraäänikäsittelyn aikana. Pienempien tilavuuksien dekantterilasin sonikaatioon suositellaan jäähaudetta lämmöntuottoa varten.

Viskositeetti ja pitoisuus

Ultraääni Jyrsintä ja Purkamalla ovat nestemäisiä prosesseja. Hiukkasten on oltava suspensiossa, esimerkiksi vedessä, öljyssä, liuottimissa tai hartseissa. Ultraäänivirtausjärjestelmien avulla on mahdollista sonikoida erittäin viskoosi, tahnamainen materiaali.
Suuritehoinen ultraääniprosessori voidaan käyttää melko suurilla kiintoainepitoisuuksilla. Suuri pitoisuus tarjoaa ultraäänikäsittelyn tehokkuuden, koska ultraäänijyrsintävaikutus johtuu hiukkasten välisestä törmäyksestä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että piidioksidin rikkoutumisnopeus on riippumaton kiintoainepitoisuudesta jopa 50 painoprosenttiin. Pääerien käsittely erittäin väkevällä materiaalisuhteella on yleinen tuotantomenetelmä, jossa käytetään ultrasonicationia.

Teho ja intensiteetti vs. energia

Pinnan intensiteetti ja kokonaisteho kuvaavat vain käsittelyn intensiteettiä. Sonikoidun näytteen tilavuutta ja altistumisaikaa tietyllä intensiteetillä on pidettävä kuvaamaan sonikaatioprosessia, jotta se olisi skaalautuva ja toistettavissa. Tietyn parametrikonfiguraation osalta prosessin tulos, esimerkiksi hiukkaskoko tai kemiallinen muunto, riippuu energiasta tilavuutta kohti (E/V).

Tulos = f (E /V )

Missä energia (E) on lähtötehon (P) ja altistusajan (t) tulo.

E[Ws] = P[W]*t[s]

Parametrikonfiguraation muutokset muuttavat tulosfunktiota. Tämä puolestaan muuttaa energian määrää (E), joka tarvitaan tietylle näytearvolle (V) tietyn tulosarvon saamiseksi. Tästä syystä ei riitä, että prosessiin käytetään tiettyä ultraäänitehoa tuloksen saamiseksi. Tarvitaan kehittyneempi lähestymistapa tarvittavan tehon ja parametrikonfiguraation tunnistamiseksi, jolla teho tulisi syöttää prosessimateriaaliin. (Hielscher 2005)

Bioetanolin ultraäänellä avustettu tuotanto

Tiedetään jo, että ultraääni parantaa bioetanolin tuotantoa. On suositeltavaa sakeuttaa neste biomassalla erittäin viskoosiksi lietteeksi, joka on vielä pumpattavaa. Ultraäänireaktorit pystyvät käsittelemään melko suuria kiinteitä pitoisuuksia, jotta sonikaatioprosessi voidaan suorittaa tehokkaimmin. Mitä enemmän materiaalia lietteessä on, sitä vähemmän käsitellään kantajanestettä, joka ei hyödy sonikaatioprosessista. Koska energian syöttö nesteeseen aiheuttaa nesteen kuumenemisen termodynamiikan lain mukaan, tämä tarkoittaa, että ultraäänienergiaa kohdistetaan kohdemateriaaliin niin pitkälle kuin mahdollista. Tällaisella tehokkaalla prosessisuunnittelulla vältetään ylimääräisen kantonesteen tuhlaava kuumeneminen.
Ultraääni auttaa Uuttaminen solunsisäisestä materiaalista ja asettaa sen siten saataville entsymaattista käymistä varten. Lievä ultraäänihoito voi parantaa entsymaattista aktiivisuutta, mutta biomassan uuttamiseen tarvitaan voimakkaampaa ultraääntä. Näin ollen entsyymit tulisi lisätä biomassalietteeseen sonikoinnin jälkeen, koska voimakas ultraääni inaktivoi entsyymejä, mikä ei ole toivottu vaikutus.

Tieteellisellä tutkimuksella saavutetut nykyiset tulokset:

(2010), jotka koskevat bioetanolin tuotantoa riisin oljista, ovat osoittaneet, että hapon esikäsittelyn ja ultraäänihoidon yhdistelmä ennen entsymaattista käsittelyä johtaa sokerin saannon lisääntymiseen jopa 44% (riisin oljen perusteella). Tämä osoittaa fysikaalisen ja kemiallisen esikäsittelyn yhdistelmän tehokkuuden ennen lignoselluloosamateriaalin entsymaattista hydrolyysiä sokeriksi.

Kaavio 2 kuvaa ultraäänisäteilytyksen positiivisia vaikutuksia riisin oljen bioetanolin tuotannon aikana graafisesti. (Hiiltä on käytetty hapon / entsyymin esikäsittelyn ja ultraääniesikäsittelyn esikäsiteltyjen näytteiden puhdistamiseen.)

Toisessa äskettäisessä tutkimuksessa on tutkittu ultrasonicationin vaikutusta β-galaktosidaasientsyymin solunulkoiseen ja solunsisäiseen tasoon. (2011) voisi parantaa bioetanolin tuotannon tuottavuutta huomattavasti käyttämällä ultraääntä kontrolloidussa lämpötilassa, joka stimuloi Kluyveromyces marxianuksen hiivan kasvua (ATCC 46537). Paperin kirjoittajat jatkavat, että ajoittainen sonikaatio tehon ultraäänellä (20 kHz) ≤20% stimuloidun biomassan tuotannon, laktoosin aineenvaihdunnan ja etanolin tuotannon käyttöjaksoissa K. marxianuksessa suhteellisen korkealla sonikaatiointensiteetillä 11,8 Wcm⁻². Parhaissa olosuhteissa sonikaatio paransi lopullista etanolipitoisuutta lähes 3,5-kertaiseksi kontrolliin nähden. Tämä vastasi etanolin tuottavuuden 3,5-kertaista paranemista, mutta vaati 952 W lisätehoa kuutiometriä liemiä kohti sonikoinnin kautta. Tämä energian lisätarve oli varmasti bioreaktoreiden hyväksyttävien toimintanormien mukainen, ja korkean lisäarvon tuotteiden osalta se voitaisiin helposti kompensoida lisääntyneellä tuottavuudella.

Johtopäätös: Ultraäänellä avustetun käymisen edut

Ultraäänikäsittely on osoitettu tehokkaaksi ja innovatiiviseksi tekniikaksi bioetanolin saannon parantamiseksi. Ensisijaisesti ultraääntä käytetään solunsisäisen materiaalin uuttamiseen biomassasta, kuten maissista, soijapavuista, oljesta, lignoselluloosamateriaalista tai kasviperäisistä jätemateriaaleista.

• Bioetanolin saannon kasvu
• Disinteraatio / solujen tuhoaminen ja solunsisäisen materiaalin vapautuminen
• Parempi anaerobinen hajoaminen
• Entsyymien aktivointi lievällä sonikaatiolla
• Prosessitehokkuuden parantaminen korkean pitoisuuden lietteillä

Yksinkertainen testaus, toistettavissa oleva skaalaus ja helppo asennus (myös jo olemassa olevissa tuotantovirroissa) tekevät ultrasonicsista kannattavan ja tehokkaan tekniikan. Luotettavat teolliset ultraääniprosessorit kaupalliseen käsittelyyn ovat saatavilla ja mahdollistavat lähes rajoittamattomien nestemäärien sonikoinnin.