Hielscher ultrahang technológia

Ultrahangosan segített fermentáció a bioetanol előállításához

erjesztés

Fermentáció aerob (= oxidatív fermentációs) vagy anaerob eljárás, mellyel a biotechnológiai alkalmazásokat átalakítására szerves anyag a bakteriális, gomba vagy egyéb biológiai sejttenyészetek vagy enzimekkel. Fermentációval, energiát kivonjuk a oxidációs szerves vegyületek, például szénhidrátok.

Cukor a leggyakoribb szubsztrát fermentációs, után kapott fermentációs termékek, mint a tejsav, a laktóz, etanol és hidrogén. Az alkoholos erjedés, etanol - különösen tüzelőanyagként való felhasználásra, hanem az alkoholtartalmú italok – fermentációval állítjuk elő. Amikor bizonyos élesztő törzseket, mint például a Saccharomyces cerevisiae bontják cukor, az élesztő sejtek átalakítására is a kiindulási anyag etanol és a szén-dioxid.

A kémiai alábbi egyenletek összegzik a konverziós:

A közös bioetanol termelése, cukor alakítjuk fermentálásával tejsavvá, laktóz, etanol és hidrogén.

A kémiai egyenletek összegzik a konverzió bioetanol.

Ha a kiindulási anyag a keményítő, így például kukoricából, először a keményítőt kell alakítani a cukor. A bioetanol üzemanyagként használt, hidrolízis a keményítő konverzió szükséges. Jellemzően, a hidrolízist felgyorsítható savas vagy enzimes kezeléssel vagy a kettő kombinációja. Normális esetben, fermentációt végezzük körülbelül 35-40 ° C-on.
Áttekintés át különböző fermentációs folyamatok:

Élelmiszer :

  • Termelés & megőrzés
  • tejtermékek (tejsav fermentációs), például joghurt, író, kefir
  • tejsav erjesztett zöldségek, például Kimchi, miso, natto, tsukemono, savanyú káposzta
  • fejlesztése aromások, így például szója szósz
  • bomlása barnító szerek, például tea, kakaó, kávé, dohány
  • alkoholtartalmú italok, például sör, bor, whisky

Gyógyszerek:

  • termelés gyógyászati ​​vegyületek, például inzulin, hialuronsav

A biogáz / Etanol:

  • javítása biogáz / bioetanol-termelés

Különböző kutatási papírok és teszteket asztali és kísérleti méretű kimutatták, hogy az ultrahang javítja a fermentációs folyamatot azáltal, hogy több biomasszát hozzáférhető az enzimes fermentáció. A következő részben, a hatások az ultrahang egy folyékony kerül kidolgozásra.

Az ultrahangos reaktorok növelik a biodízel hozamát és a feldolgozási hatékonyságot!

A bioetanol állítható elő napraforgó szárak, kukorica, a cukornád, stb

Hatásai Ultrahangos Liquid Processing

A nagy teljesítményű / alacsony-frekvenciájú ultrahanggal magas amplitúdó állítható elő. Ezáltal, nagy teljesítményű / alacsony frekvenciájú ultrahang felhasználható a feldolgozásra folyadékok, mint a keverés, emulgeáló, diszpergáló és deagglomeration, vagy őrléssel.
Amikor ultrahanggal besugározzuk folyadékok nagy intenzitások, a hanghullámok, hogy terjedjen a folyékony közeg eredményez váltakozó nagy nyomású (tömörítést) és alacsony nyomáson (ritkítás) ciklusokat, az árak gyakoriságától függően. A kisnyomású ciklus, nagy intenzitású ultrahang hullámokat hozzon létre kis vákuum buborékok vagy üregek a folyadékban. Amikor a buborékok elérni egy kötet, amelyen már nem az energia felvételére, azok összeomlása közben erőteljesen nagynyomású ciklusban. Ezt a jelenséget nevezik kavitáció. kavitációs, Azaz “a kialakulását, a növekedés, és a implozív összeomlása buborékok egy folyékony. Kavitációs összeomlása termel intenzív helyi melegítés (~ 5000 K), nagy nyomások (~ 1000 atm), és a hatalmas fűtési és a hűtési sebesség (>109 K / s)” és folyékony jet stream (~ 400 km / h)”. (Suslick 1998)

Kémiai szerkezet etanolt

Szerkezeti képlet etanolt

Kavitáció létrehozására különböző eszközök állnak rendelkezésre, például nagynyomású fúvókákkal, rotor-állórész-keverőkkel vagy ultrahangos processzorokkal. Mindezekben a rendszerekben a bemeneti energiát súrlódásgá, turbulenciákká, hullámokká és kavitációvá alakítják át. A kavitációval átalakított bemeneti energia frakciója számos tényezőtől függ, amelyek leírják a kavitáció generáló berendezés mozgását a folyadékban. A gyorsulás intenzitása az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja az energia hatékony átalakulását a kavitációba. A nagyobb gyorsulás nagyobb nyomáskülönbséget eredményez. Ez viszont növeli a vákuumos buborékok létrehozásának valószínűségét a folyadékon át terjedő hullámok létrehozása helyett. Így minél magasabb a gyorsulás, annál nagyobb a kavitációval átalakított energia hányadosa.
Abban az esetben, egy ultrahang-átalakítót, a rezgés amplitúdója leírja a intenzitása gyorsulás. A nagyobb amplitúdók eredményez hatékonyabb létrehozását kavitáció. Amellett, hogy az intenzitás, a folyadékot fel kell gyorsítani olyan módon, hogy hozzon létre minimális veszteség szempontjából turbulenciák, súrlódás és a hullám generáció. Ehhez a legjobb módja egy egyoldalú mozgási irányát. Megváltoztatása az intenzitás és paramétereit a szonikálási eljárás, ultrahanggal lehet nagyon kemény vagy nagyon puha. Ez teszi ultrahang egy nagyon sokoldalú eszköz különböző alkalmazások számára.
Compact and powerful ultrasonic lab devices allow for simple testings in small scale to evaluate process feasibility

kép 1 – ultrahangos laboratóriumi eszköz UP100H (100 watt) a megvalósíthatósági vizsgálatok

Puha alkalmazások, alkalmazásával enyhe besugárzással enyhe körülmények között, tartalmaznia Gáztaianítási, emulgeáló, És az enzim aktiválása. Kemény alkalmazások nagy intenzitású / nagy teljesítményű ultrahang (többnyire emelt nyomáson) van Nedves őrléssel, deagglomeration & részecskeméret csökkentése, és a diszpergáló. Sok alkalmazás, mint például kitermelése, Szétesést vagy Sonochemistry, Az ultrahangos intenzitása kért függ az adott anyagot, hogy ultrahanggal. A különböző paramétereket, amely lehet igazítani az egyes eljárási ultrahang lehetővé teszi megtalálni a sweet spot egyes folyamatot.
Emellett kiváló teljesítmény átalakítás, ultrahangos kínál a nagy előnye, hogy teljes ellenőrzése alatt a legfontosabb paraméterek: amplitúdó, nyomás, hőmérséklet, viszkozitás és a koncentráció. Ez lehetőséget kínál arra, hogy állítsa be az összes ezeket a paramétereket, azzal a céllal, hogy megtalálják az ideális feldolgozási paraméterek minden egyes anyag. Ez azt eredményezi, nagyobb hatékonyság, valamint optimális a hatásfok.

Ultrahang javítani fermentációs eljárás során kifejtette, példaként a bioetanol-termelés

A bioetanol a termék a biomassza lebomlása vagy biológiailag lebomló anyag hulladék anaerob vagy aerob baktériumok. Az előállított etanolt főleg bioüzemanyagként. Ez teszi bioetanol megújuló és környezetbarát alternatívája a fosszilis tüzelőanyagok, mint például a földgáz.
Etanol előállítására biomasszából, cukor, keményítő, és a lignocellulóz anyagot lehet használni, mint nyersanyagra. Az ipari termelés mérete, a cukor és a keményítő jelenleg túlsúlyban, mint azok gazdaságilag kedvező.
Hogyan ultrahang javítja az ügyfél-folyamat egyes konkrét alapanyag adott körülmények között ki lehet próbálni nagyon egyszerűen megvalósíthatóságának vizsgálatok. Az első lépés, a szonikáció egy kis mennyiségű nyersanyag szuszpenziót ultrahangos laboratóriumi berendezés megmutatja, ha az ultrahang nem befolyásolja a nyersanyag.

megvalósíthatósági tesztelése

Az első tesztelési fázisban, ez alkalmas bevezetni egy viszonylag nagy mennyiségű ultrahang-energia egy kis térfogatú folyadékban, mint ezáltal a lehetőséget növekszik, hogy ha bármilyen eredményeket lehet elérni. A kis térfogatú minták is lerövidíti az időt egy laboratóriumi eszköz, és csökkenti a költségeket az első tesztek.
Az ultrahang hullámok által továbbított szonotróda felületéről a folyadékba. Beneth a szonotróda felülete, az ultrahang intenzitása a legintenzívebb. Ezáltal, a rövid távolságok közötti sonotrode és ultrahanggal kezeljük anyagot előnyösek. Ha egy kis folyadék térfogata van téve, a távolság a sonotrode tartható rövid.
Az alábbi táblázat mutatja a tipikus energia / hangerő szonikáció folyamatok optimalizálása után. Mivel az első kísérletek nem futtatható optimális konfiguráció, ultrahangos kezelés intenzitása és az idő 10 és 50-szer a tipikus érték jelzi, ha van olyan hatása, hogy az ultrahanggal kezelt anyagot vagy sem.

Folyamat

Energia/

hangerő

minta térfogata

Erő

idő

Egyszerű

< 100Ws / ml

10 ml

50w

< 20 mp

Közepes

100Ws / ml-től 500Ws / ml

10 ml

50w

20 és 100 mp

Kemény

> 500Ws / ml

10 ml

50w

>100 másodperc

Asztal 1 – Tipikus szonikálás utáni értékek folyamat optimalizálás

A tényleges teljesítmény bemenete a próbaüzem lehet rögzíteni az integrált adatrögzítés (Uf200 ः t és UP200St), PC-interfész vagy powermeter. Kombinálva a rögzített adatokat a amplitúdójának beállítását és a hőmérséklet, az eredmények minden kísérleti lehet értékelni, és egy alsó sorban az energia / térfogat lehet megállapítani.
Ha a tesztek során optimális konfigurációt választottak, akkor ez a konfigurációs teljesítmény egy optimalizálási lépés során ellenőrizhető, és végül akár kereskedelmi szinten is skálázható lenne. Az optimalizálás megkönnyítése érdekében ajánlott az ultrahangos határértékek, pl. A hőmérséklet, az amplitúdó vagy az energia / térfogat határértékeinek vizsgálata. Mivel az ultrahang negatív hatást gyakorolhat a sejtekre, vegyi anyagokra vagy részecskékre, az egyes paraméterek kritikus szintjét meg kell vizsgálni annak érdekében, hogy a következő optimalizálást a paramétertartományra korlátozzák, ahol a negatív hatásokat nem tartják be. A megvalósíthatósági tanulmány esetében a kis laboratóriumi vagy asztali egységeket ajánlott a berendezések és a minták költségeinek korlátozására ilyen kísérletekben. Általában 100-1000 wattos egységek jól teljesítik a megvalósíthatósági tanulmány célját. (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.

Asztal 1 – Tipikus szonikálás utáni értékek folyamat optimalizálás

Optimalizálás

Az elért eredmények során megvalósíthatósági tanulmányok mutathat elég magas energiafogyasztás tekintetében kis térfogatú kezelik. De a célja a megvalósíthatósági vizsgálat elsősorban a hatásai az ultrahang az anyag. Ha megvalósíthatósági teszt pozitív hatás nem jelentkezett, további erőfeszítéseket kell tenni, hogy optimalizálják az energia / térfogat arány. Ez azt jelenti, hogy vizsgálja meg az ideális konfigurációt ultrahang paraméterek elérése a legmagasabb hozamot a kevesebb energiát lehetséges, hogy az eljárást gazdaságilag legésszerűbb és hatékony. Ahhoz, hogy megtalálja az optimális paraméter konfiguráció – a szándékolt előnyök minimális energiabemenettel történő megszerzése – a legfontosabb paraméterek közötti összefüggés amplitúdó, nyomás, hőmérséklet és folyékony készítményt kell vizsgálni. Ebben a második lépésben a változást a batch ultrahangos kezelés egy folyamatos ultrahangos kezeléssel beállítás áramlási cella reaktort javasolt, mivel a fontos paraméter a nyomás nem lehet befolyásolni a kötegelt szonikáció. Az ultrahangos kezelés során szakaszos, a nyomás korlátozott a környezeti nyomás. Ha az ultrahangos folyamatból áthalad egy nyomás alá helyezhető áramlási cella kamrában, a nyomás növelhető (vagy csökkenthető), amely általában befolyásolja az ultrahangos kavitációs drasztikusan. Segítségével egy áramlási cella, a korreláció nyomás és a folyamat hatékonysága meghatározható. Ultrahangos processzorok közötti 500 watt és 2000 watt A teljesítmény a legalkalmasabbak, hogy optimalizálja a folyamatot.

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

2. kép - Folyamatábra optimalizálására egy ultrahangos eljárás

Scale-Max kereskedelmi termelés

Ha az optimális konfiguráció találtuk, további méretnövelés egyszerű például az ultrahangos folyamatok teljesen reprodukálható lineáris skálán. Ez azt jelenti, hogy amikor az ultrahangot ugyanazon folyadékkészítményre alkalmazzák azonos feldolgozási paraméterek konfigurációja alatt, akkor ugyanazt az energiát térfogatban kell megadni, hogy azonos eredményt érjen el a feldolgozás mértékétől függetlenül. (Hielscher 2005). Ez lehetővé teszi az ultrahang optimális paraméterek konfigurálását a teljes méretű gyártási mérethez. Gyakorlatilag az ultrahanggal feldolgozható térfogat korlátlan. Kereskedelmi ultrahangos rendszerek max 16 000 watt egységnyi állnak rendelkezésre, és lehet telepíteni klaszterek. Az ilyen klaszterek ultrahangos processzorok lehet telepíteni párhuzamosan vagy sorba. A klaszter-bölcs telepítése nagyteljesítményű ultrahangos processzorok, teljes teljesítménye szinte korlátlan úgy, hogy nagy mennyiség folyamok lehet feldolgozni probléma nélkül. Akkor is, ha kialakításhoz az ultrahangos rendszer szükséges, például állítsa be a paramétereket, hogy egy módosított folyékony készítmény, ez lehet leginkább változtatásával történik szonotróda, emlékeztető vagy áramlási cellában. A lineáris skálázhatóság, a reprodukálhatóság és alkalmazkodóképessége ultrahang, hogy ez az innovatív technológia hatékony és költséghatékony.

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

3. kép - Ipari ultrahangos processzor UIP16000 16.000 watt teljesítmény

Paraméterei Ultrahangos Processing

Az ultrahangos folyadék feldolgozását számos paraméter írja le. A legfontosabbak az amplitúdó, a nyomás, a hőmérséklet, a viszkozitás és a koncentráció. A folyamat eredményei, például a részecskeméret, egy adott paraméterkonfigurációnál a feldolgozott térfogat / energia függvénye. A funkció változik az egyes paraméterek módosításaival. Ráadásul az ultrahangos egység szonotróda felületének tényleges teljesítménye függ a paraméterektől. A sonotrode felületének teljesítménye a felületi intenzitás (I). A felületi intenzitás az amplitúdó (A), a nyomás (p), a reaktor térfogata (VR), a hőmérséklet (T), a viszkozitás (η) és mások függvénye.

Az ultrahangos feldolgozás legfontosabb paraméterei közé tartozik az amplitúdó (A), a nyomás (p), a reaktor térfogata (VR), a hőmérséklet (T) és a viszkozitás (η).

Az ultrahangos feldolgozás kavitációs hatása az amplitúdó (A), a nyomás (p), a reaktor térfogata (VR), a hőmérséklet (T), a viszkozitás (η) és mások által leírt felületintenzitás függvénye. A plusz és mínusz jelek az adott paraméter pozitív vagy negatív hatását jelzik az ultrahangos intenzitásra.

A hatás a keletkező kavitáció függ a felülettől intenzitását. Ugyanígy, a folyamat eredménye korrelál. A teljes kimenőteljesítménye egy ultrahangos egység a termék felületi intenzitás (I) és a felület (S):

P [W] én [W / Mm²] * S[Mm²]

amplitúdó

A rezgés amplitúdója leírja a módon (például 50 um) a szonotróda felületén halad egy adott ideig (például 1 / 20,000s át 20 kHz). Minél nagyobb az amplitúdó, annál nagyobb a sebesség, amellyel a nyomás lesüllyed, és növeli az egyes löket. Amellett, hogy, hogy, a térfogatkiszorítás egyes ütem növekszik és így nagyobb kavitáció mennyiség (buborék mérete és / vagy szám). Amikor alkalmazott diszperziók, nagyobb amplitúdók mutatnak nagyobb destruktivitást a szilárd részecskéket. 1. táblázat mutatja az általános értékeket bizonyos ultrahangos eljárásokat.

The ultrasound amplitude is an important process parameter.

2. táblázat – Általános ajánlások amplitúdója

nyomás

A folyadék forráspontja függ a nyomástól. Minél nagyobb a nyomás, annál magasabb a forráspont, és fordítva. Az emelkedett nyomás lehetővé teszi a kavitációt a forráspont közelében vagy fölött. Ugyancsak növeli az implozion intenzitását, ami a statikus nyomás és a gőznyomás közötti különbséggel függ össze (Vercet és mtsai 1999). Mivel az ultrahangos teljesítmény és az intenzitás gyorsan változik a nyomásváltozásoknál, előnyös egy állandó nyomású szivattyú. Ha a folyadék áramlási cellába kerül, akkor a szivattyúnak képesnek kell lennie arra, hogy a megfelelő folyadékáramot megfelelő nyomáson kezelje. Membrán vagy membránszivattyú; rugalmas cső, tömlő vagy szivattyú; perisztaltikus szivattyúk; vagy dugattyús vagy dugattyús szivattyú váltakozó nyomás ingadozásokat eredményez. Előnyösek a centrifugális szivattyúk, fogaskerékszivattyúk, spirálszivattyúk és progresszív üregszivattyúk, amelyek folyamatosan stabil nyomáson ultrahangoznak. (Hielscher 2005)

Hőmérséklet

Ultrahanggal folyékony, teljesítmény adódik át a közeg. Ahogy ultrahanggal gerjesztett rezgés okoz turbulenciát és a súrlódás, az ultrahanggal kezelt folyadék - összhangban főtétele – felmelegszik. Megemelt hőmérsékletek a feldolgozott közeg lehet pusztító az anyagot, és csökkenti a hatékonyságát az ultrahangos kavitáció. Innovatív ultrahangos áramlási sejtek fel vannak szerelve egy hűtőköpennyel (lásd a képet). Azáltal, hogy, a pontos ellenőrzése alatt anyag hőmérséklete alatt ultrahangos feldolgozás adott. A főzőpohár ultrahangos kisebb térfogatok jégfürdőn hőleadás ajánlott.

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

3. kép - Ultrahangos átalakító UIP1000hd (1000 Watt) áramlási cella ellátva hűtőköpennyel - a tipikus berendezés optimalizálási lépéseket vagy kis léptékű termelés

Viszkozitás és koncentráció

Ultrahangos marás és diszpergáló folyékony folyamatok. A részecskék, hogy egy szuszpenzió, például a víz, olaj, oldószerek vagy gyanták. Használata által ultrahangos átfolyóvizes rendszerek, lehetővé válik, hogy sonicate nagyon viszkózus, pépes anyag.
Nagy teljesítményű ultrahangos processzor lehet futtatni meglehetősen nagy szilárdanyag-koncentrációk. A nagy koncentrációban biztosítja a hatékonyságát ultrahangos feldolgozás, például az ultrahangos marás hatása okozza részecskék közötti ütközés. Laboratóriumi vizsgálatok azt mutatták, hogy a törés mértéke a szilícium-dioxid független a szilárd koncentráció legfeljebb 50 tömeg%. A feldolgozás a mesterkeverékek erősen koncentrált anyag arány egy közös gyártási eljárás ultraszonikálással.

Teljesítmény és intenzitása vs. Energy

Felületi intenzitás és összteljesítménye ne csak leírni intenzitását feldolgozás. Az ultrahanggal kezelt minta térfogata, és az idő az expozíció bizonyos intenzitású is figyelembe kell venni, hogy leírja egy szonikálási eljárás annak érdekében, hogy ez skálázható és reprodukálható. Egy adott paraméter konfigurációs folyamat eredmény, például részecskemérete vagy kémiai átalakítás, függ a energia per térfogat (E / V).

eredmény = F (E /V )

Ahol az energia (E) a termék a teljesítmény (P) és a expozíciós idő (t).

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

Változások a paraméterbeállításait fog változni az eredmény függvényében. Ez viszont változhat az energia mennyisége (E) szükséges egy adott minta értéknek (V), hogy egy adott eredményt érték. Emiatt nem elég telepíteni egy bizonyos erő ultrahang eljárás kap egy eredményt. A kifinomultabb megközelítésre van szükség, hogy azonosítsa a szükséges teljesítmény és a paraméter konfigurációja, amely a teljesítmény kell helyezni a folyamat anyag. (Hielscher 2005)

Ultrahanggal segített bioetanol termelése

Azt már tudjuk, hogy az ultrahang javítja a bioetanol-termelés. Ajánlatos sűrűsödik a folyadék biomassza nagyon viszkózus szuszpenzió, amely még szivattyúzható. Ultrahangos reaktorok tudja kezelni meglehetősen magas szilárd anyag koncentrációban úgy, hogy a szonikálási eljárás lehet futtatni leghatékonyabb. A több anyagot tartalmaz a szuszpenzió, a kevésbé hordozó folyadék, amely nem profitál a szonikálási eljárás, fogják kezelni. Mivel az input energia egy folyadék okoz a fűtés a folyadék által főtétele, ez azt jelenti, hogy az ultrahang-energiát alkalmazunk a célanyag, amennyire csak lehetséges. Az ilyen hatékony folyamat tervezése, pazarló fűtési a felesleges hordozó folyadék elkerülhető.
Ultrahang segíti a kitermelése A sejten belüli anyag és teszi ezáltal hozzáférhető az enzimes fermentáció. Enyhe ultrahangos kezelés javítja enzimaktivitást, de a biomassza extrakciós intenzívebb ultrahang lesz szükség. Ennélfogva, az enzimek hozzá kell adni a biomassza zagyot után az ultrahangos kezelést, mint intenzív ultrahangos inaktiválja az enzimeket, amelyek egy nem kívánt hatást.

Aktuális által elért eredményeket a tudományos kutatás:

A vizsgálatok a Yoswathana et al. (2010) vonatkozóan a bioetanol termelés rizsszalmából kimutatták, hogy a kombináció a savas előkezelési és ultrahangos előtt enzimes kezelés fokozhatja cukorhozam legfeljebb 44% (a rizs szalma alapon). Ez azt mutatja, a hatékonysága a kombinációja a fizikai és kémiai előkezelés előtt az enzimatikus hidrolízis a lignocellulóz anyag cukrot.

2. ábra szemlélteti a pozitív hatásait ultrahangos besugárzás során bioetanol rizsszalmából származó grafikusan. (Charcoal arra használták, hogy méregteleníteni az előkezelt mintákat sav / enzim előkezelés és az ultrahangos kezelés előtti.)

Az ultrahangos segített fermentáció eredményez jelentős magasabb etanol hozamot. A bioetanol állították elő rizsszalmából.

2. ábra – Ultrahangos megnövelését etanol hozam a fermentáció során (Yoswathana et al. 2010)

Egy másik nemrégiben készült tanulmány, a befolyása a ultrasonication a extracelluláris és intracelluláris szintje β-galaktozidáz enzim megvizsgálta. Sulaiman et al. (2011) is a termelékenység javítására a bioetanol-termelés jelentősen, ultrahang segítségével, szabályozott hőmérsékleten stimuláló az élesztő növekedését Kluyveromyces marxianus (ATCC 46537). A szerzők a papír folytatódik, hogy az intermittáló szonikáció teljesítmény ultrahanggal (20 kHz) a munkaciklusaival ≤20% stimulált biomassza-termelés, a laktóz metabolizmus és az etanol termelését K. marxianus viszonylag nagy szonikálási intenzitása 11.8Wcm-2. A legjobb körülmények között, ultrahangos kezelés fokozta a végső etanol koncentráció közel 3,5-szeres a kontrollhoz viszonyítva. Ez megfelelt a 3,5-szeresére fokozza a termelékenység etanolra, de szükség 952W további bemeneti teljesítmény egy köbméter húslevest keresztül szonikáljuk. Ez további követelmény az energia minden bizonnyal elfogadható működési normákat bioreaktorok és a nagy értékű termékek, könnyen lehet kompenzálni a megnövekedett termelékenység.

Következtetés: előnyei ultrahanggal segített Fermentációs

Ultrahangos kezelés bebizonyosodott, mint egy hatékony és innovatív technika, hogy fokozza a bioetanol hozamot. Elsősorban, ultrahang használják kivonat intracelluláris anyag biomasszából, mint például a kukorica, szójabab, szalma, ligno-cellulóz anyagból vagy növényi hulladék anyagok.

  • Növekedése bioetanol hozam
  • Disinteration / Cell distruction és felszabadulását belüli sejtanyag
  • Javított anaerob bomlás
  • Aktiválása enzimek enyhe besugárzással
  • Javítása az eljárás hatékonysága a magas koncentráció iszapok

Az egyszerű vizsgálat, reprodukálható scale-up és egyszerű telepítés (szintén a már meglévő termelési stream) teszi ultrahang nyereséges és hatékony technológia. Megbízható ipari ultrahangos processzorok kereskedelmi feldolgozás rendelkezésre állnak, és lehetővé teszik, hogy gyakorlatilag korlátlan sonicate folyadék mennyiség.

UIP1000hd Bench-Top Ultrasonic Homogenizer

Képi 4 - Beállítás 1000 W ultrahangos processzor UIP1000hdÁramlási cella, tartály és a szivattyú

Kapcsolat / Ajánlatkérés További információk

Beszélj nekünk a feldolgozási követelményeket. Mi ajánljuk a legmegfelelőbb a telepítést és a feldolgozási paraméterek a projekt.





Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Irodalom / References

  • Hielscher, T. (2005): Ultrahangos gyártása Nano-Size Emulziók és diszperziók. in: Proceedings of európai Nanosystems Konferencia ENS’05.
  • Jomdecha, C .; Prateepasen, A. (2006): A kutatás az alacsony Ultrahangos Energy Befolyásolja az élesztő növekedés erjedési folyamatot. 12-korTh Ázsia csendes-óceáni Konferencia NDT, 5.-10.11.2006, Auckland, Új-Zéland.
  • Kuldiloke, J. (2002): Effect of Ultrahang, hőmérséklet és nyomás kezelések enzim aktivitás minőségi mutatói gyümölcs- és zöldséglevek; Ph.D. Tézis Technische Universität. Berlin, 2002.
  • Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K. (2004): combining power ultrahang enzimek bogyó leve feldolgozás. At: 2. Int. Conf. Biocatalysis ételek és italok, 19.-22.9.2004, Stuttgart, Németország.
  • Müller, M. R. A .; Ehrmann, M. A .; Vogel, R. F. (2000): Multiplex PCR kimutatására Lactobacillus Pontis és két kapcsolt Faj egy Sourdough Fermentációs. Alkalmazott & Környezeti mikrobiológia. 66/5 2000. pp. 2113-2116.
  • Nikolic, S .; Mojovic, L .; Rakin, M .; Pejin, D .; Pejin, J. (2010): Ultrahangos támogatott bioetanol által simoultaneous cukrosítás és fermentáció kukoricaliszt. In: Food Chemistry 122/2010. pp. 216-222.
  • Sulaiman, A. Z .; Ajit, A .; Yunus, R. M .; Cisti, Y. (2011): Ultrahangos támogatott erjedés növeli a bioetanol termelékenységet. Biokémiai mérnöki Journal 54/2011. pp. 141-150.
  • Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4Th Ed. Wiley a & Sons: New York, 1998, 517-541.
  • Yoswathana, N .; Phuriphipat, P .; Treyawutthiawat, P .; Eshtiaghi, M. N. (2010): A bioetanol termelés a rizsszalmából. In: Energy Research Journal 1/1 2010. pp. 26-31.