Hielscher Ultrasound Technology

Ultrasonysk assistearre fermentaasje foar bioethanolproduksje

Fermentaasje

Fermentaasje kin in aerobe (= oksidative fermentaasje) of anaerobes proses wêze, dat brûkt wurdt foar biotechnologyske tapassingen om organike materiaal troch bakteriële, fungal of oare biologyske selskultueren of troch enzymen te wikseljen. Troch fermentaasje wurdt de enerzjy útgien fan 'e oksidaasje fan organyske ferbiningen, bygelyks kohohydraten.

Sûker is it meast foarkommen substrat fan fermentaasje, sadwaande nei fermentaasje yn produkten lykas laktosäure, laktose, ethanol en wetterstof. Foar alkoholyske fermentaasje, ethanol - benammen foar gebrûk as brânstof, mar ek foar alkoholgeef – wurdt makke troch fermentaasje. As gewoane heastastins, lykas Saccharomyces cerevisiae Sûker metabolisearje, de hefstammen ferheegje it útgongspunt yn ethanol en kooldioed.

De gemikale lyknimmen hjirûnder fermelde de konversaasje:

Yn 'e mienskiplike produksje fan bioethanol wurdt sûker omset troch fermentaasje yn lactyske saak, laktozje, ethanol en wetterstof.

De gemyske lykkes ferminderje de konversaasje nei bioethanol.

As it útgongsmaterial sterk is, bygelyks út mais, earst moat de stâk omset wurde yn sûker. Foar bioethanol as brânstoft brûkt, wurdt hydrolyse foar de sterke konverzje nedich. Typysk wurdt de hydrolysis troch ferswakke of enzymatyske behanneling fersnelle of troch kombinaasje fan beide. Normaal wurdt fermentaasje op sa'n 35-40 ° C útfierd.
Oersjoch oer ferskate fermentaasjeprosessen:

Iten:

  • produksje & behâld
  • Milk (laktosäure fermentaasje), bgl. yoghurt, bûtermilk, kefir
  • Laktich fermentearre griente, eg kimchi, miso, natto, tsukemono, sauerkraut
  • ûntwikkeling fan aromaten, bgl. sojasoas
  • Dekomposysje fan brânstoffen, lykas tee, kakao, kofje, tabak
  • alkoholikke drankjes, bgl. bier, wyn, whisky

Drugs:

  • produksje fan medyske kombinaasjes, bygelyks insulin, hyaluronsäure

Biogas / etanol:

  • ferbetterjen fan biogas / bioethanolproduksje

Ferskate ûndersykspapieren en testen yn bench-top en pilotgrutte hawwe oantoand dat ultrasound de fermentaasjeproses ferbettert troch mear biomass beskikber te meitsjen foar de enzymatyske fermentaasje. Yn 'e neikommende paragraaf sil de effekten fan ultrasound yn in floeiend elaborearre wurde.

Ultrasone reaktors ferheegje biodiesel oanbod en ferwurkjen effiens!

Bioethanol kin makke wurde fan sânblomstâlen, mais, sûkelekanaal ensfh.

Effekten fan Ultrasonic Liquid Processing

Troch heech-krêftige / leechfrekose ultraschall kinne hege amplituden generearre wurde. Dêrtroch kin heech-krêft / leechfrekwint ultraschall brûkt wurde foar it ferwurkjen fan flakkatten lykas mingd, emulgieren, fersprieden en dekagglomerearje, of milling.
By it oankommen fan flakten op hege yntinsjes, liede de lûdwellen dy't yn 'e floeiende media útbreide, in alternatyf hege druk (kompresje) en leechdruk (seldsumens) sikkes, mei tariven ôfhinklik fan de frekwinsje. Yn 'e leechdrompelse cycle makket hege intensiteit fan ultrasonic-wellen in lytse fakblaasbloed of fûgels yn' e floeistân. Wannear't de bollen in fermiel krije wêr't se net enerzjy opnimme kinne, falle se geweldich yn 'e hege druk. Dit ferskynsel wurdt kavitation neamd. cavitation, dat is “de formaasje, groei, en ymplosifisearjen fan blasen yn in flüssigens. Cavitational collapsion produkt intensie locale verwarming (~ 5000 K), heule dringen (~ 1000 atm), en enoarme waarmte en koelingsraten (>109 K / s)” en flakte jetstreamen (~ 400 km / h) ". (Suslick 1998)

Chemyske struktuer fan ethanol

Struktureel formule fan ethanol

Der binne ferskillende middels om kavitaasje te meitsjen, lykas troch hege drukkers, rotorstator-mixers, of ultrasonic processors. Yn al dy systeeën wurdt de ynputske enerzjy feroarsake yn reid, turbulenzen, wellen en kavitaasje. De fraksje fan 'e ynput-enerzjy dy't yn kavitaasje feroare wurdt hinget ôf fan ferskate faktoaren dy't de beweging fan de kavitation-generaasje-apparatuer beskriuwt yn' e floeistof. De yntinsiteit fan akselearing is ien fan 'e wichtichste faktueren dy't ynfloed binne op de effisjinte transformaasje fan enerzjy yn kavitaasje. Hegere fersnelling makket hegere drukderskiedingen. Dêrtroch fergruttet de kâns fan it skeppen fan fakuümleaze blasen ynstee fan 'e skepping fan wellen dy't troch de floed trochbringe. Sa is de hegere de besnijing de hegere is de fraksje fan 'e enerzjy dy't yn kavitation feroaret.
Yn gefal fan in ultrasone transducer beskriuwt de amplitude fan oszillaasje de yntinsiteit fan akselearing. Hegere amplituden jouwe in effektiver te meitsjen fan kavitation. Neist de yntensiteit moatte de flüssigens op in manier ferspraat wurde om minimale ferlies te meitsjen yn termen fan turbulaasjes, friksje en waggeneraasje. Hjirfoar is de optimale manier in unilaterale rjochting fan beweging. It feroarjen fan de yntensiteit en parameters fan it oandwaningproses, ultraschall kin hiel heul of tige sêft wêze. Dit soarget ultraslach in hiel fersetile ark foar ferskate applikaasjes.
Compact and powerful ultrasonic lab devices allow for simple testings in small scale to evaluate process feasibility

Picture 1 – ultrasone laboratoarium UP100H (100 watts) foar feasibility tests

Sêftlike applikaasjes, mei mildens sûnder mild betingsten, oanmeitsje Degassearjen, Emulgieren, en enzymeaktivaasje. Hurde applikaasjes mei hege yntensiteit / hege krêft ultrasûn (meast ûnder ferhege druk) binne wiet-milling, deagglomeraasje & Partikelgrutte reduksje, en dispersearje. Foar in protte applikaasjes sa as Ekstraasje, desintegraasje of Sonochemistry, de ultrasoanlike yntensiteit dy't frege wurdt, hinget ôf fan it spesifike materiaal dat oankundige wurde sil. Troch it ferskaat fan paragrafen, dy't oanpast wurde oan it yndividuele proses, soarget de ultraschall de sûchplak foar elke yndividuele proses.
Njonken in útsûnderlike enerzjy-konversaasje biedt ultrasonication de grutte foardiel fan folsleine kontrôle oer de wichtichste parameter: Amplituden, Druk, temperatuer, viskositeit en konsintraasje. Dit biedt de mooglikheid om al dizze paramaten oan te passen mei it doel om de ideale wurkwizeparameter foar elke spesifike materiaal te finen. Dit soarget foar heger effektiviteit as yn optimisearre effisjinsje.

Ultrasound om fermentaasjeprosessen te ferbetterjen, foarljochtsjend eksplisyt mei de produksje fan bioethanol

Bioethanol is in produkt fan 'e ûntbining fan biomass of biodegradable substansje fan ôffal troch anaerobe of aerobyske baktearjen. It produkten fan ethanol wurdt benammen brûkt as biofuel. Dit makket bioethanol in duorsume en ekologyske alternatyf foar fossile brânstoffen, lykas ierdgas.
Om ethanol út biomass te meitsjen, sûker, stârke, en lignocellulosy materiaal kinne brûkt wurde as feedstock. Foar yndustryske produksjegrutte binne sûker en fermogens op 'e heule oerwichtigens sa as se ekonomysk favorabel binne.
Hoe ultraspond ferbetteret in klant-yndividuele proses mei spesifike feedstock ûnder gegevensmooglikheden kinne jo ienfâldich ienfâldich wurde troch feasibiliteitstests. Op earste stap is de sonication fan in lyts bedrach fan 'e grûnstoffen slút mei in ultrasoan laboratoarium sil sjen litte, as de ultraschall effekt hat op it feedstock.

útfierberens Testing

Yn 'e earste testaseas is it gaadlik om in relatyf hege oantal ultrasone enerzjy yn te fieren yn in lyts volume fan flüssigens, sadat de kâns grutter wurdt om te sjen oft der resultaten kinne wurde. In lyts probleemvolum krijt ek de tiid mei in laboratoarium en fertsjustere de kosten foar de earste tests.
De ultraschallwellen wurde troch de sûnens fan 'e sonotrode yn' e floeistof oerbrocht. Benet de sonotrode-oerflak, de ultraschonintensiteit is de measte yntins. Dêrtroch wurde koarte ôfstannen tusken sonotrode en sonikaat materiaal foarkommen. Wannear't in lyts floeistof dat is, kin de ôfstân fan de sonotrode koart hâlden wurde.
De tabel hjirûnder litte typysk enerzjy- / folsleine nivo's foar sonikaasjeprosessen nei optimalisearring. Sûnt de earste trijes wurde net op optimale konfiguraasje lansearre, de sinikearingintensiteit en tiid troch 10 oant 50 kear fan 'e typyske wearde sjogge as der gjin effekt is foar it oannommen materiaal of net.

Proses

Enerzjy/

folume

sample Volume

Krêft

tiid

Ienfâldich

< 100Ws / ml

10mL

50W

< 20 sec

Medium

100Ws / ml oant 500Ws / ml

10mL

50W

20 oant 100 sek

Hurd

> 500Ws / ml

10mL

50W

>100 sek

Tabel 1 – Typyske soantsjilden wearden nei prosesimportaasje

De echte ynfier fan 'e testrinnen kin opnommen wurde troch yntegrearre data opnimmen (Uf200 ः t en UP200St), PC-ynterface of troch powermeter. Yn kombinaasje mei de opnommen gegevens fan amplituden ynstelling en temperatuer kinne de útkomsten fan elke probleem evaluearre wurde en in bottomline foar de enerzjy / fermogen kinne ynsteld wurde.
As yn 'e testen in optimale konfiguraasje keazen is, kin dizze konfiguraasjefoarstellings yn in optimisaasje stap ferifiearre wurde en kinne úteinlik oant kommersjele nivo skalme wurde. Om de optimisaasje te fasilitearjen, is it tige oan te rieden om de grinzen fan sonikaasje te ûndersykjen, lykas temperatuer, amplitude of enerzjy / fermogen foar spesifike formulieren. As ultraspond kin negative effekten foar sellen, chemiken of dieltsjes ûntstean, moatte de krityske nivo's foar elke parameter ûndersocht wurde om de neikommende optimisaasje te beheinen ta it parameterromte wêr't de negative effekten net beoardiele wurde. Foar it feiligensûndersyk wurde lytse laboratoaren of bench-top-ienheden oanbean om de útjeften foar apparatuer en problemen yn sokke problemen te beheinen. Algemien wurde tsjintwurdich 100 oant 1000 wat-ienheden de doelen fan 'e machtsstúdzje hiel goed dien. (Hielscher 2005)

Ultrasonic processes are easy to optimize and to scale up. This turns ultrasonication into an highly potential processing alternative to high pressure homogenizers, pearl and bead mills or three-roll mills.

Tabel 1 – Typyske soantsjilden wearden nei prosesimportaasje

Optimisaasje

De resultaten dy't berikt binne yn 'e machtsstúdzjes, kinne in hege heech enerzjyferbrûk sjen litte oer it lytse behannele fermogen. Mar it doel fan 'e probabiliteitstest is yn it foarste plak om de effekten fan ultrasound te sjen oan it materiaal. As yn feasibiliteit testen positive effekten foarkomme, moatte der nochal besocht wurde om it enerzjy- / folsleine-ratio te optimisearjen. Dit betsjut de ideale konfiguraasje fan ultraschallparameters te ûndersykjen om de heechste rigel te krijen mei it minder enerzjy mooglik te meitsjen om it proses ekonomysk meast yn te stellen en effisjint te meitsjen. Om de optimale parameterûntwerp te finen – it krijen fan de beëage foardielen mei minimale enerzjyynput - de korrelaasje tusken de wichtichste parameters amplitude, druk, temperatuer en floeistof Komposysje moat ûndersocht wurde. Yn dizze twadde stap wurdt de wiziging fan 'e sjabloanûnthâlding oan in trochgeande sûnensearring opset mei floeistelde reaktor oanbean as de wichtige parameter fan druk kin net beynfloede wurde foar in partulearring. By sonikaasje yn in part wurdt de druk beheind ta ambientoerd. As it sooseksjeproses passe yn in drukberbere floeistelkammer, kin de druk ferheven wurde (of fermindere) dy't yn algemiene ynfloed op de ultrasoan cavitation drastysk. Troch gebrûk fan in floeistelle kinne de korrelaasje tusken druk en prosesteffekt wurde fêststeld. Ultrasone prosessen tusken 500 watts en 2000 watts fan krêft binne meast geskikt om in proses te optimisearjen.

Fully controllable ultrasonic equipment allows for process optimization and completely linear scale-up

Ofbylding 2 - Floatplan foar de optimisaasje fan in Ultrasone proses

Skal-oant romtlike produksje

As de optimale konfiguraasje fûn is, is de fierdere skaalfergrutting ienfâldich as ultrasoan-prosessen binne Fully reproduzible op in lineêre skaal. Dit betsjuttet, as ultrasound oanwêzich is foar in identike floeibere formulaasje ûnder identike ferfangingsparameterkonfiguraasje, deselde enerzjy per fermogen is nedich om in identike resultaat ûnôfhinklik te meitsjen fan 'e skaal fan it ferwurkjen. (Hielscher 2005). Dat makket it mooglik om de optimale parameterkonfigurearring fan ultrasound oan 'e folsleine produksjegrutte fan skaal te realisearjen. Hastienich, it fermogen dat ultrasjonal ferwurke wurde is unlimitearre. Kommerzele ultrasone systeem mei oant op 16.000 watts Per ienheid binne beskikber en kinne yn klusters ynstallearre wurde. Sokke klusters fan ultrasoanprozessores kinne parallel or ynstalearre wurde. Troch de klusterfoarige ynstallaasje fan hege krêftige ultrasone-ferwurkingen is de totale krêft hast ûnbegrypt, sadat in hege streaming streamt sûnder problemen ferwurke wurde kin. Ek as in oanpassing fan it ultrasonssysteem ferplicht is, bygelyks om de parameter oan te passen oan in feroare fluids formulier, dit kin benammen dien wurde troch feroaring fan sonotrode, booster of floeistelle. De lineêre skalberens, de reproduzibiliteit en de oanpassing fan ultraschap meitsje dizze ynnovative technika effisjint en kosten-effektyf.

16kW ultrasonic machine for industrial processing of large volume streams, e.g. biodiesel, bioethanol, nano particle processing and manifold other applications.

Ofbylding 3 - Yndustriële ultrasoanprozessor UIP16000 mei 16.000 wattsmacht

Parameters fan Ultrasonic Processing

Ultrasjonele floeiende ferwurking wurdt beskreaun troch in oantal parameters. Meast wichtige binne amplitude, druk, temperatuer, viskositeit en konsintraasje. It prosesresultaat, lykas partikelgrutte, foar in bepaalde parameterkonfiguraasje is in funksje fan 'e enerzjy per ferwurke volumint. De funksje feroare mei feroaringen yn yndividuele parameter. Fierder hinget de wurklike útfieringsnivo per oerflak fan de sonotrode fan in ultrasone unit ôf fan 'e parameters. De krêftproduksje per oerflak fan de sonotrode is de oerflaksynthens (I). De oerflaksynthens hinget ôf fan 'e amplitude (A), druk (p), it reaktorvolumint (VR), de temperatuer (T), de viskositeit (η) en oaren.

De wichtichste parameters fan de ultrasoanlike ferwurking binne ûnder oaren amplitude (A), druk (p), de reaktorvolumint (VR), de temperatuer (T), en de viskositeit (η).

De kavitaasjele ynfloed fan de ultrasoanlike ferwurking hinget ôf fan 'e oerflaksynthens dy't troch amplitude (A), druk (p), it reaktorvolumint (VR), de temperatuer (T), de viskositeit (η) en oaren beskreaun wurdt. De plus-minus-tekens jouwe in positive of negative ynfloed fan 'e spesifike parameter op' e sonikintensintensiteit.

De ynfloed fan 'e generearre kavitation hinget ôf fan' e oerflaksynthens. Op deselde wize korrelearret it proses resultaat. De totale power output fan in ultrasone unit is it produkt fan oerflaksyntensiteit (I) en oerflakgebiet (S):

P [W] ik [W / mm²] * S[mm²]

amplitude

De amplitude fan oszillaasje beskriuwt de manier (bygelyks 50 μm) de sonotrode-oerflak reagearret yn in bepaalde tiid (bgl. 1 / 20.000s by 20 kHz). De gruttere de amplitude, de hegere is de snelheid wêryn't de druk op elk stuit sinkt en ferheget. Dêrnjonken nimt de volumintearring fan elke stok op taheakjen yn in gruttere cavitationvolumint (blaasgrutte en / of nûmer). Wannear tapast wurde foar dispersjes, hegere amplituden toane in hegere destruktyfens foar fêste dieltsjes. Tabel 1 toant algemiene wearden foar guon ultrasoanprozjes.

The ultrasound amplitude is an important process parameter.

Tabel 2 – Algemiene oanrikkemedaasjes foar amplituden

druk

It siedpunt fan in flüssigens hinget ôf fan 'e druk. De hegere is de druk dy't de hegere is it siedpunt, en reverse. Ferhege druk jout kavitaasje by temperatueren tichtby of boppe it siedende punt. It ferheegjen ek de yntensiteit fan 'e ymposysje, dy't ferbân is mei it ferskil tusken de statyske druk en de damp druk yn' e bubel (cf. Vercet et al., 1999). Om't de ultrasjonale krêft en yntensiteit flugger feroaret mei feroaringen yn druk, is in konstate-drukpomp befrijd. By it leverjen fan flüssigens nei in floeistelle moat de pomp fermeitsje om de spesifike floeistoffling by passe druk te behanneljen. Diaphragm of membrânpompen; fleksibel-rûp, skip of squeeze pompen; peristaltyske pompen; of piston of pistonpomp sil wikseljende drukfluktuaasjes meitsje. Centrifugale pompen, gear pumpen, spiralpumpen, en progressive hoofdpompen dy't de flater leverje om op in stiig stabyl druk te soargjen wurde foarkommen. (Hielscher 2005)

Temperatuer

Troch it fûnen fan in floeistof, wurdt de krêft yn 't medium oerbrocht. As ultrasjoen generearre oscillaasje feroarsake turbulaasjes en friksje, de saneare flüssigens - neffens de wet fan thermodynamika – sil hjitte. Trochteande temperatueren fan it ferwurde medium kinne destruktyf wêze foar it materiaal en fergrutsje de effektiviteit fan ultrasonic cavitation. Innovative ultrasone streamszellen binne mei in koeljacke (sjoch ôfbylding). Dêrtroch wurdt de krekte kontrôle oer de temperatuer fan materiaal yn 'e ultrasonic ferwurking jûn. Foar de beaker-sonication fan lytsere voluminten wurdt in iisbad foar waarmte ôfwaging rekommandearre.

Picture 3 – Ultrasonic transducer UIP1000hd (1000 watts) with flow cell equipped with cooling jacket – typical equipment for optimization steps or small scale production

Ofbylding 3 - Ultrasone transducer UIP1000hd (1000 watts) mei floeistelle mei koeljacke - typyske foarsjenningen foar optimalisearjende stappen of lytsskalige produksje

Viskositeit en konsintraasje

ultrasone milling en dispersearje binne flüssige prosessen. De dieltsjes moatte yn in ophinging wêze, bgl. Yn wetter, oal, lestvents of harsens. Troch it gebrûk fan ultrasonic flow-through-systemen wurdt it mooglik om tige viskek, pasty materiaal te sinikearjen.
Hoare-krêftige ultrasoneprosteur kin op hurde hege fermogenskonzentraasjes rinne. In hege konsintraasje leveret de effektiviteit fan ultrasoanlike ferwurking, om't ultrasoan-milling-effekt feroarsake wurdt troch ynterpart partikulier. Undersiken hawwe te sjen dat de brekking fan silika is ûnôfhinklik fan de fêste konseksje oant 50% fan gewicht. De ferwurking fan masterbatches mei sterke konsintrearre materiaal is in gewoan produksjeproseduere mei ultrasonication.

Macht en yntinsiteit vs. Enerzjy

Underfining en totale krêft beskiede allinich de yntinsiteit fan it ferwurkjen. It oandienfâldige probleemvolumint en de tiid fan eksposysje by bepaalde yntensiteit moatte beskôge wurde om in sonikaasjeproses te beskriuwen om it skalberen en reproduceabel te meitsjen. Foar in gegevensparameterkonfiguraasje wurdt de proses resultaat, bgl. Partikelgrutte of chemical conversion, sil ôfhinklik fan de enerzjy per fermogen (E / V).

Resultaat = f (E /V )

Wêr't de enerzjy (E) it produkt fan 'e krêftproduksje (P) en de tiid fan eksposysje (t) is.

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

Feroaringen yn 'e parameterkonfigurearje sille de resultatfunksje feroarje. Dit sil opheefde wurde de oanbod fan enerzjy (E) dy't nedich is foar in opjûne probleemwearde (V) om in spesifyk resultatwearde te krijen. Om dy reden is it net genôch om in bepaalde krêft fan ultrasound oan te wurkjen oan in proses om in resultaat te krijen. In fereindere approach is nedich om de fereaske identifikaasje te identifisearjen en de parameterkonfiguraasje wêryn de krêft yn it prosesmaterial set wurde moat. (Hielscher 2005)

Ultrasonysk assistearre produksje fan bioethanol

It is al bekend dat it ultraschall de bioethanolproduksje ferbetteret. It is oanrikkemedearre om de flüssigens mei biomasse te ûntgjen nei in heul gjirrige sliep dy't noch pomber is. Oantal reacties kinne fereare hege konsintraasjes soargje, dat it sûnensproses fan meast effisjint wurde kin. De mear materiaal is yn 'e sliep befetsje, de minder dragerflüssigens, dy't net profitearret fan' e sonication-proses, wurde behannele. As de ynfier fan enerzjy yn in floeistof feroarsaket de ferwidering fan 'e flüssigens troch wet fan' e thermodynamika, betsjut dit dat de ultrasonyske enerzjy tapast wurdt foar it doel materiaal, safolle mooglik. Troch sa'n effisjint proses-ûntwerp wurdt in ôffal ferheffing fan 'e oerstallige floeistoffliis miskien.
Ultrasound helpt de Ekstraasje fan it yntrakellulêre materiaal en makket it dêrmei beskikber foar de enzymatyske fermentaasje. Mild ultrasound-behanneling kin enzymatyske aktiviteit ferbetterje, mar foar biomassearing sil mear yntinsive ultraschall nedich wêze. Dêrom moatte de enzymen tafoege wurde nei de biomass slurry nei de sonication as yntinsive ultraschall ynaktivearret enzymen, dy't in net winske effekt is.

Aktuele resultaten berikke troch wittenskiplik ûndersyk:

De stúdzjes fan Yoswathana et al. (2010) oangeande de bioethanolproduksje fan rice straw hat oanjûn dat de kombinaasje fan siedende pre-behanneling en ultrasone foar enzymatyk behanneling liedt ta in ferhege sûkerôfbring fan oant 44% (op rice straw basis). Dit lit de effektiviteit fan 'e kombinaasje fan fysike en gemyske foarbehandeling sjen foardat de enzymatyske hydrolyse fan lignocelluloses materiaal is foar sûker.

Chart 2 jout de positive effekten fan ultrasjonele bestraffing by de bioethanolproduksje fan rice straw grafysk. (Charcoal is brûkt om de pretreare problemen fan sûker / enzyme-pretreatment en ultrasoan-pretreatment te degradearjen.)

De ferrassing fan 'e ultrasone-resultaten is in signifikant hegere ethanol-rendemint. It bioethanol is makke fan rice straw.

grafyk 2 – Ultrasonyske fergrutting fan ethanol-oanbod by fermentaasje (Yoswathana et al., 2010)

Yn in oar resinte stúdzje is de ynfloed fan ultrasonication op 'e ekzelletellere en de yntrakellulêre nivo's fan β-galactosidase enzyme ûndersocht. Sulaiman et al. (2011) kin de produktiviteit fan de produksje fan bioethanol effisjint ferbetterje, mei help fan ultrasound op in kontrolearre temperatuer dy't it heulwetterwachter fan Kluyveromyces marxianus stimulearret (ATCC 46537). De auteurs fan it papier resultearje dat intermittenter sonication mei krêft ultraschall (20 kHz) yn plichten sikten fan ≤20% stimulearret biomassproduksje, laktose metabolism en ethanolproduksje yn K. marxianus op in relatyf hege sonikeintensiteit fan 11,8Wcm-2. Under de bêste betingsten fersterke de sonication de definitive ethanol-konsintraasje troch hast 3,5folle relatyf oan kontrôle. Dit ferâldere mei in 3,5fere fergrutting yn 'e produktiviteit fan ethanol, mar ferplichte 952W fan ekstra ynput krêft per kubike meter fan de bôle troch sonication. Dizze ekstra easken foar enerzjy wie gewoan binnen akseptabel operasjonele normen foar bioreactors en, foar hege weardeprodukten, kinne maklik kompensearre wurde troch de ferhege produktiviteit.

Konklúzje: Benefits fan Ultrasonic-assisted fermentaasje

Ultrasjonele behanneling is as in effisjinte en ynnovative technyk te sjen om de bioethanol-rendemint te fergrutsjen. Yn it foarste plak wurdt ultraschall brûkt om yntrazellulêre materiaal út biomass te ûntstean, lykas mais, soja, stro, ligno-cellulose-materiaal of fegetaasje ôffalmateriaal.

  • Steigerjen fan bioethanol-oanbod
  • Disinteraasje / sellenfermogen en frijlitting fan yntrazellulier materiaal
  • Ferbûne anaerobe tarieding
  • Aktivaasje fan enzyme troch mildonikaasje
  • Ferbetterjen fan effisjinsje fan prosessen troch hege konsintraasje slurken

De ienfâldige toetsen, reprodusearbere skaalfergrutting en ienfâldige ynstallaasje (ek yn al besteande produksjestruminten) makket ultrasanen in profitable en effisjinte technology. Fertragende yndustryeleas processors foar kommersjele ferwurking binne beskikber en meitsje it mooglik om feilich ûnbegryplike floeibere voluminten te finen.

UIP1000hd Bench-Top Ultrasonic Homogenizer

Picure 4 - Setup mei 1000W ultrasone prosessor UIP1000hd, fluezell, tank en pomp

Kontaktje ús / freegje foar mear ynformaasje

Sprek mei ús oer jo ferwurkingswinsken. Wy sille de meast gaadlike opset- en ferwurkingsparameters oan jo projekt oanbean.





Besykje ús Privacy Policy.


Literatuer / Referinsjes

  • Hielscher, T. (2005): Ultrasjonele produksje fan Nano-grutte emulsjes en dispersjes. yn: Proceedings fan 'e Europeeske Nanosystems Konferinsje ENS’05.
  • Jomdecha, C .; Prateepasen, A. (2006): It ûndersyk fan lûd-ultrasonyk enerzjy beynfloedet it foar leverwachter yn it fergieringsproses. At: 12TH Asia-Pacific Conference on NDT, 5-10 november 2006, Auckland, Nij-Seelân.
  • Kuldiloke, J. (2002): effekt fan ultrasound, temperatuer en presidint behanneling oer enzymaktiviteit in kwaliteit yndikatoaren fan frucht- en grienteapten; Ph.D. Thesis oan de Technische Universiteit. Berlyn, 2002.
  • Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K. (2004): kombinaasje fan krêft ultrasound mei enzymes yn berryap ferwurkjen. At: 2nd Int. Conf. Biokatalysis fan iten en drinken, 19 - 22.9.2004, Stuttgart, Dútslân.
  • Müller, MRA; Ehrmann, MA; Vogel, RF (2000): Multiplex PCR foar it ûndersyk fan Lactobacillus pontis en twa ferlykbere soarten yn in soartwetterfermentaasje. Applied & Environmental Microbiology. 66/5 2000. s. 2113-2116.
  • Nikolic, S .; Mojovic, L .; Rakin, M .; Pejin, D .; Pejin, J. (2010): Ultrasound-assistearre produksje fan bioethanol troch simulteare sakrification en fermentaasje fan koarnmiel. Yn: Food Chemistry 122/2010. pp. 216-222.
  • Sulaiman, AZ; Ajit, A .; Yunus, RM; Cisti, Y. (2011): Ultrasound-assistearre fermentaasje ferbetteret de produktiviteit fan bioethanol. Biochemyske tydskrift 54/2011. pp. 141-150.
  • Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4TH ed. Wiley & Sünden: New York, 1998. pp. 517-541.
  • Yoswathana, N .; Phuriphipat, P .; Treyawutthiawat, P .; Eshtiaghi, MN (2010): Bioethanolproduksje fan Rice Straw. Yn: Energy Research Journal 1/1 2010. pp. 26-31.