Ultraskaņas fermentācija bioetanola ražošanai

Ultrasoniski atbalstīta fermentācija var uzlabot bioetanola ražošanu, veicinot komplekso ogļhidrātu sadalīšanos vienkāršākos cukuros, padarot tos vieglāk pieejamus raugam, lai pārvērstu etanolā. Vienlaikus ultraskaņas apstrāde uzlabo arī rauga šūnu sienas caurlaidības efektivitāti, ļaujot ātrāk izdalīties etanolam un palielināt kopējo ražošanu. Tādējādi ultrasoniski atbalstīta bioetanola fermentācija rada augstākus konversijas rādītājus un uzlabotu ražu.

Fermentācijas

Fermentācija var būt aerobs (= oksidatīvā fermentācija) vai anaerobs process, ko izmanto biotehnoloģiskiem lietojumiem, lai pārveidotu organisko materiālu ar baktēriju, sēnīšu vai citu bioloģisko šūnu kultūrām vai fermentiem. Fermentējot, enerģija tiek iegūta, oksidējot organiskos savienojumus, piemēram, ogļhidrātus.
Cukurs ir visizplatītākais fermentācijas substrāts, kas rodas pēc fermentācijas tādos produktos kā pienskābe, laktoze, etanols un ūdeņradis. Alkoholiskajai fermentācijai, etanolam - īpaši izmantošanai kā degvielai, bet arī alkoholiskajiem dzērieniem – tiek ražots fermentācijas procesā. Ja daži rauga celmi, piemēram, saccharomyces cerevisiae metabolizē cukuru, rauga šūnas pārvērš izejvielu etanolā un oglekļa dioksīdā.

Tālāk sniegtie ķīmiskie vienādojumi apkopo reklāmguvumu:

Ja izejviela ir ciete, piemēram, no kukurūzas, vispirms ciete jāpārvērš cukurā. Bioetanolam, ko izmanto kā degvielu, ir vajadzīga hidrolīze, lai pārveidotu cieti. Parasti hidrolīzi paātrina ar skābu vai fermentatīvu apstrādi vai abu kombināciju. Parasti fermentāciju veic aptuveni 35–40 °C temperatūrā.
Pārskats par dažādiem fermentācijas procesiem:

Pārtika:

• ražošana & Saglabāšanu
• piena produkti (pienskābes fermentācija), piemēram, jogurts, paniņas, kefīrs
• Pienskābes fermentēti dārzeņi, piemēram, kimchi, miso, natto, tsukemono, skābēti kāposti
• aromātisko vielu, piemēram, sojas mērces, attīstība
• miecēšanas līdzekļu, piemēram, tējas, kakao, kafijas, tabakas, sadalīšanās
• alkoholiskie dzērieni, piemēram, alus, vīns, viskijs

Narkotikas:

• medicīnisku savienojumu, piemēram, insulīna, hialuronskābes ražošana,

Biogāze/etanols:

• biogāzes/bioetanola ražošanas uzlabošana

Dažādi pētījumi un testi stenda un izmēģinājuma lielumā ir parādījuši, ka ultraskaņa uzlabo fermentācijas procesu, padarot vairāk biomasas pieejamu fermentatīvai fermentācijai. Nākamajā sadaļā tiks izstrādāta ultraskaņas ietekme šķidrumā.

Ultraskaņas šķidruma apstrādes ietekme

Ar augstas jaudas / zemas frekvences ultraskaņu var radīt augstas amplitūdas. Tādējādi augstas jaudas / zemas frekvences ultraskaņu var izmantot šķidrumu apstrādei, piemēram, sajaukšanai, emulgācijai, izkliedēšanai un deagglomerācijai vai frēzēšanai.
Apstrādājot šķidrumus ar augstu intensitāti, skaņas viļņi, kas izplatās šķidrā vidē, izraisa mainīgus augstspiediena (kompresijas) un zema spiediena (retināšanas) ciklus, kuru ātrums ir atkarīgs no frekvences. Zema spiediena cikla laikā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi šķidrumā rada mazus vakuuma burbuļus vai tukšumus. Kad burbuļi sasniedz tilpumu, pie kura tie vairs nevar absorbēt enerģiju, augsta spiediena cikla laikā tie spēcīgi sabrūk. Šo parādību sauc par kavitāciju. Kavitācijutas ir “burbuļu veidošanās, augšana un implosīvs sabrukums šķidrumā. Kavitācijas sabrukums rada intensīvu vietējo apkuri (~5000 K), augstu spiedienu (~1000 atm) un milzīgus apkures un dzesēšanas ātrumus (>109 K/sek.” un šķidruma strūklas plūsmas (~400 km/h)". (Suslick 1998)

Ir dažādi līdzekļi, lai radītu kavitāciju, piemēram, ar augstspiediena sprauslām, rotora statora maisītājiem vai ultraskaņas procesoriem. Visās šajās sistēmās ieejas enerģija tiek pārveidota par berzi, turbulencēm, viļņiem un kavitāciju. Ieejas enerģijas daļa, kas tiek pārveidota par kavitāciju, ir atkarīga no vairākiem faktoriem, kas apraksta kavitācijas ģenerēšanas iekārtas kustību šķidrumā. Paātrinājuma intensitāte ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē enerģijas efektīvu pārveidošanu kavitācijā. Lielāks paātrinājums rada lielākas spiediena atšķirības. Tas savukārt palielina vakuuma burbuļu radīšanas varbūtību, nevis rada viļņus, kas izplatās caur šķidrumu. Tādējādi, jo lielāks ir paātrinājums, jo lielāka ir enerģijas daļa, kas tiek pārveidota par kavitāciju.
Ultraskaņas devēja gadījumā svārstību amplitūda apraksta paātrinājuma intensitāti. Augstākas amplitūdas rada efektīvāku kavitācijas izveidi. Papildus intensitātei šķidrums ir jāpaātrina tā, lai radītu minimālus zaudējumus turbulences, berzes un viļņu veidošanās ziņā. Šim nolūkam optimālais veids ir vienpusējs kustības virziens. Mainot ultraskaņas procesa intensitāti un parametrus, ultraskaņa var būt ļoti cieta vai ļoti mīksta. Tas padara ultraskaņu par ļoti daudzpusīgu rīku dažādiem lietojumiem.

Mīkstie lietojumi, pielietojot vieglu ultraskaņu vieglos apstākļos, ietver degazēšana, Emulģēšanaun fermentu aktivācija. Cietie lietojumi ar augstas intensitātes / lieljaudas ultraskaņu (galvenokārt paaugstinātā spiedienā) ir Mitrā frēzēšana, deagglomerācija & daļiņu izmēra samazināšana un Izkliedēt. Daudzām lietojumprogrammām, piemēram, Ekstrakcijas, sairšana vai Sonochemistry, pieprasītā ultraskaņas intensitāte ir atkarīga no konkrētā materiāla, kas jāapstrādā ar ultraskaņu. Ar dažādiem parametriem, kurus var pielāgot individuālajam procesam, ultraskaņa ļauj atrast saldo vietu katram atsevišķam procesam.
Bez izcilas jaudas pārveidošanas, ultrasonication piedāvā lielu priekšrocību, pilnībā kontrolējot svarīgākos parametrus: amplitūdu, spiedienu, temperatūru, viskozitāti un koncentrāciju. Tas dod iespēju pielāgot visus šos parametrus ar mērķi atrast ideālus apstrādes parametrus katram konkrētam materiālam. Tas nodrošina augstāku efektivitāti, kā arī optimizētu efektivitāti.

Ultraskaņa, lai uzlabotu fermentācijas procesus, izskaidrojams ar bioetanola ražošanu

Bioetanols ir biomasas vai bioloģiski noārdāmu atkritumu sadalīšanās produkts anaerobās vai aerobās baktērijās. Saražoto etanolu galvenokārt izmanto kā biodegvielu. Tas padara bioetanolu par atjaunojamu un videi draudzīgu alternatīvu fosilajam kurināmajam, piemēram, dabasgāzei.
Lai ražotu etanolu no biomasas, cukuru, cieti un lignocelulozes materiālu var izmantot kā izejvielu. Attiecībā uz rūpnieciskās ražošanas lielumu pašlaik dominē cukurs un ciete, jo tie ir ekonomiski labvēlīgi.
Kā ultraskaņa uzlabo klienta individuālo procesu ar konkrētām izejvielām noteiktos apstākļos, var izmēģināt ļoti vienkārši ar priekšizpētes testiem. Pirmajā posmā, neliela daudzuma izejvielu vircas ultraskaņas apstrāde ar ultraskaņu laboratorijas ierīce parādīs, ja ultraskaņa ietekmē izejvielu.

Tehniski ekonomiskā priekšizpēte

Pirmajā testēšanas fāzē ir lietderīgi ievadīt salīdzinoši lielu ultraskaņas enerģijas daudzumu nelielā šķidruma tilpumā, jo tādējādi palielinās iespēja redzēt, vai var iegūt kādus rezultātus. Neliels parauga apjoms arī saīsina laiku, izmantojot laboratorijas ierīci, un samazina pirmo testu izmaksas.
Ultraskaņas viļņus sonotroda virsma pārraida šķidrumā. Beneth sonotrode virsma, ultraskaņas intensitāte ir visintensīvākā. Tādējādi priekšroka dodama īsiem attālumiem starp sonotrodu un ultraskaņas materiālu. Ja tiek pakļauts neliels šķidruma tilpums, attālumu no sonotroda var saglabāt īsu.
Zemāk redzamajā tabulā parādīti tipiski enerģijas / tilpuma līmeņi ultraskaņas apstrādes procesiem pēc optimizācijas. Tā kā pirmie izmēģinājumi netiks veikti optimālā konfigurācijā, ultraskaņas intensitāte un laiks par 10 līdz 50 reizēm no tipiskās vērtības parādīs, vai ir kāda ietekme uz ultraskaņas materiālu vai nē.

Process	Enerģija/ skaļums	Parauga tilpums	Jauda	Laiks
vienkāršs	< 100Ws/ml	10 ml	50W	< 20 sek
Vidējas intensitātes sāpes	100Ws/ml līdz 500Ws/ml	10 ml	50W	20 līdz 100 sek.
Cietā	> 500Ws/ml	10 ml	50W	>100 sek

Tabula Nr.1 – Tipiskas ultraskaņas vērtības pēc procesa optimizācijas

Testa braucienu faktisko ievadīto jaudu var reģistrēt, izmantojot integrētu datu ierakstīšanu (UP200Ht un UP200St), PC saskarne vai powermeter. Kopā ar reģistrētajiem amplitūdas iestatījuma un temperatūras datiem var novērtēt katra izmēģinājuma rezultātus un noteikt enerģijas/tilpuma apakšējo līniju.
Ja testu laikā ir izvēlēta optimāla konfigurācija, šo konfigurācijas veiktspēju var pārbaudīt optimizācijas posmā un beidzot to var palielināt līdz komerciālam līmenim. Lai atvieglotu optimizāciju, ir ļoti ieteicams pārbaudīt ultraskaņas apstrādes robežas, piemēram, temperatūru, amplitūdu vai enerģiju / tilpumu arī konkrētiem preparātiem. Tā kā ultraskaņa var radīt negatīvu ietekmi uz šūnām, ķīmiskām vielām vai daļiņām, ir jāpārbauda katra parametra kritiskie līmeņi, lai ierobežotu šādu optimizāciju līdz parametru diapazonam, kurā negatīvā ietekme netiek novērota. Priekšizpētei ieteicamas nelielas laboratorijas vai stenda iekārtas, lai ierobežotu izdevumus par aprīkojumu un paraugiem šādos izmēģinājumos. Parasti 100 līdz 1,000 vatu vienības ļoti labi kalpo priekšizpētes mērķiem. (sal. ar Hielscher 2005)

Optimizācija

Priekšizpētes laikā iegūtie rezultāti var liecināt par diezgan lielu enerģijas patēriņu attiecībā uz apstrādāto mazo tilpumu. Bet priekšizpētes mērķis galvenokārt ir parādīt ultraskaņas ietekmi uz materiālu. Ja priekšizpētē radās pozitīva ietekme, jāveic turpmāki pasākumi, lai optimizētu enerģijas/tilpuma attiecību. Tas nozīmē izpētīt ideālo ultraskaņas parametru konfigurāciju, lai sasniegtu visaugstāko ražu, izmantojot mazāk enerģijas, lai padarītu procesu ekonomiski saprātīgāko un efektīvāko. Lai atrastu optimālo parametru konfigurāciju – paredzēto ieguvumu iegūšana ar minimālu enerģijas patēriņu – korelācija starp svarīgākajiem parametriem amplitūda, spiediens, temperatūra un šķidrums sastāvs ir jāizpēta. Šajā otrajā solī ir ieteicams pāriet no partijas ultraskaņas apstrādes uz nepārtrauktu ultraskaņas iestatīšanu ar plūsmas šūnu reaktoru, jo svarīgo spiediena parametru nevar ietekmēt partijas apstrādei ar ultraskaņu. Ultraskaņas apstrādes laikā partijā spiediens ir ierobežots līdz apkārtējās vides spiedienam. Ja ultraskaņas process iziet spiedošu plūsmas šūnu kameru, spiediens var būt paaugstināts (vai samazināts), kas kopumā ietekmē ultraskaņu Kavitāciju Krasi. Izmantojot plūsmas šūnu, var noteikt korelāciju starp spiedienu un procesa efektivitāti. Ultraskaņas procesori starp 500 vati un 2000 vati jaudas ir vispiemērotākie, lai optimizētu procesu.

Izvēršana līdz komerciālai ražošanai

Ja ir atrasta optimālā konfigurācija, turpmākā mērogošana ir vienkārša, jo ultraskaņas procesi ir pilnībā reproducējams lineārā mērogā. Tas nozīmē, ka, ja ultraskaņa tiek piemērota identiskam šķidram sastāvam ar identisku apstrādes parametru konfigurāciju, ir nepieciešama tāda pati enerģija uz tilpumu, lai iegūtu identisku rezultātu neatkarīgi no apstrādes apjoma. (Hielscher 2005). Tas ļauj īstenot optimālu ultraskaņas parametru konfigurāciju līdz pilna mēroga ražošanas apjomam. Praktiski, apjoms, ko var apstrādāt ultrasoniski, ir neierobežots. Komerciālās ultraskaņas sistēmas ar līdz pat 16 000 vati uz vienu vienību ir pieejami un tos var uzstādīt klasteros. Šādas ultraskaņas procesoru kopas var uzstādīt paralēli vai virknē. Klasteru gudri uzstādot lieljaudas ultraskaņas procesorus, kopējā jauda ir gandrīz neierobežota, lai liela apjoma plūsmas varētu apstrādāt bez problēmām. Arī tad, ja ir nepieciešama ultraskaņas sistēmas pielāgošana, piemēram, lai pielāgotu parametrus modificētam šķidruma sastāvam, to galvenokārt var izdarīt, mainot sonotrode, pastiprinātāju vai plūsmas šūnu. Ultraskaņas lineārā mērogojamība, reproducējamība un pielāgošanās spēja padara šo novatorisko tehnoloģiju efektīvu un rentablu.

Ultraskaņas apstrādes parametri

Ultraskaņas šķidruma apstrādi apraksta vairāki parametri. Vissvarīgākie ir amplitūda, spiediens, temperatūra, viskozitāte un koncentrācija. Procesa rezultāts, piemēram, daļiņu izmērs, noteiktai parametru konfigurācijai ir atkarīgs no enerģijas uz apstrādāto tilpumu. Funkcija mainās, mainot atsevišķus parametrus. Turklāt faktiskā jauda uz ultraskaņas vienības sonotroda virsmas laukumu ir atkarīga no parametriem. Jauda uz sonotroda virsmas laukumu ir virsmas intensitāte (I). Virsmas intensitāte ir atkarīga no amplitūdas (A), spiediena (p), reaktora tilpuma (VR), temperatūras (T), viskozitātes (η) un citiem.

Radītās kavitācijas ietekme ir atkarīga no virsmas intensitātes. Tādā pašā veidā procesa rezultāts korelē. Ultraskaņas vienības kopējā jauda ir virsmas intensitātes (I) un virsmas laukuma (S) rezultāts:

p [w] Es [w / Mm²]* s[Mm²]

Amplitūdas

Svārstību amplitūda apraksta veidu, kā (piemēram, 50 μm) sonotroda virsma pārvietojas noteiktā laikā (piemēram, 1/20 000s pie 20 kHz). Jo lielāka amplitūda, jo lielāks ir ātrums, kādā spiediens pazeminās un palielinās katrā gājienā. Papildus tam palielinās katra insulta tilpuma pārvietojums, kā rezultātā palielinās kavitācijas tilpums (burbuļa izmērs un / vai skaits). Pielietojot dispersijas, augstākas amplitūdas uzrāda lielāku destruktivitāti cietām daļiņām. 1. tabulā parādītas dažu ultraskaņas procesu vispārīgās vērtības.

spiediens

Šķidruma viršanas temperatūra ir atkarīga no spiediena. Jo augstāks spiediens, jo augstāks ir viršanas punkts, un otrādi. Paaugstināts spiediens ļauj kavitāciju temperatūrā, kas ir tuvu viršanas temperatūrai vai virs tās. Tas arī palielina implosijas intensitāti, kas ir saistīta ar atšķirību starp statisko spiedienu un tvaika spiedienu burbuļa iekšpusē (sal. Vercet et al. 1999). Tā kā ultraskaņas jauda un intensitāte ātri mainās, mainoties spiedienam, vēlams izmantot pastāvīga spiediena sūkni. Piegādājot šķidrumu plūsmas šūnai, sūknim jāspēj apstrādāt konkrēto šķidruma plūsmu piemērotā spiedienā. Diafragmas vai membrānas sūkņi; elastīgi cauruļu, šļūteņu vai spiedsūkņi; peristaltiskie sūkņi; vai virzuļa vai virzuļa sūknis radīs mainīgas spiediena svārstības. Priekšroka dodama centrbēdzes sūkņiem, pārnesumu sūkņiem, spirālveida sūkņiem un progresīviem dobuma sūkņiem, kas piegādā šķidrumu apstrādei ar nepārtraukti stabilu spiedienu. (Hielscher 2005)

temperatūra

Apstrādājot šķidrumu ar ultraskaņu, jauda tiek pārnesta uz vidi. Tā kā ultrasoniski radītās svārstības izraisa turbulences un berzi, sonikēts šķidrums – saskaņā ar termodinamikas likumu – uzkarsīs. Apstrādātās vides paaugstinātā temperatūra var būt destruktīva materiālam un samazināt ultraskaņas kavitācijas efektivitāti. Inovatīvas ultraskaņas plūsmas šūnas ir aprīkotas ar dzesēšanas apvalku (skatīt attēlu). Ar to tiek dota precīza materiāla temperatūras kontrole ultraskaņas apstrādes laikā. Mazāku tilpumu vārglāzei ar ultraskaņu ieteicams izmantot ledus vannu siltuma izkliedei.

Viskozitāte un koncentrācija

Ultraskaņas Malšanas un Izkliedēt ir šķidri procesi. Daļiņām jābūt suspensijā, piemēram, ūdenī, eļļā, šķīdinātājos vai sveķos. Izmantojot ultraskaņas caurplūdes sistēmas, kļūst iespējams apstrādāt ar ultraskaņu ļoti viskozu, pastveida materiālu.
Augstas jaudas ultraskaņas procesoru var darbināt ar diezgan augstu cietvielu koncentrāciju. Augsta koncentrācija nodrošina ultraskaņas apstrādes efektivitāti, jo ultraskaņas frēzēšanas efektu izraisa starpdaļiņu sadursme. Pētījumi liecina, ka silīcija dioksīda sadalīšanās ātrums nav atkarīgs no cietās koncentrācijas līdz 50% no svara. Galveno partiju apstrāde ar ļoti koncentrētu materiālu attiecību ir kopēja ražošanas procedūra, izmantojot ultrasonication.

Jauda un intensitāte pret enerģiju

Virsmas intensitāte un kopējā jauda raksturo tikai apstrādes intensitāti. Jāņem vērā ultraskaņas parauga tilpums un iedarbības laiks noteiktā intensitātē, lai aprakstītu ultraskaņas procesu, lai padarītu to mērogojamu un reproducējamu. Dotajai parametru konfigurācijai procesa rezultāts, piemēram, daļiņu izmērs vai ķīmiskā konversija, būs atkarīgs no enerģijas uz tilpumu (E/V).

Rezultāts = F (E /V )

kur enerģija (E) ir izejas jaudas (P) un ekspozīcijas laika (t) reizinājums.

E[Ws] = p[w]*t[s]

Parametru konfigurācijas izmaiņas mainīs rezultātu funkciju. Tas savukārt mainīs enerģijas daudzumu (E), kas nepieciešams dotajai parauga vērtībai (V), lai iegūtu konkrētu rezultāta vērtību. Šī iemesla dēļ nepietiek, lai procesam izmantotu noteiktu ultraskaņas jaudu, lai iegūtu rezultātu. Ir nepieciešama sarežģītāka pieeja, lai noteiktu nepieciešamo jaudu un parametru konfigurāciju, kurā jauda jāievieto procesa materiālā. (Hielscher 2005)

Bioetanola ultraskaņas ražošana

Jau ir zināms, ka ultraskaņa uzlabo bioetanola ražošanu. Šķidrumu ieteicams sabiezēt ar biomasu līdz ļoti viskozai vircai, kas joprojām ir sūknējama. Ultraskaņas reaktori var apstrādāt diezgan augstas cietās koncentrācijas, lai ultraskaņas procesu varētu darbināt visefektīvāk. Jo vairāk materiāla ir vircā, jo mazāk tiks apstrādāts nesējšķidrums, kas negūs labumu no ultraskaņas procesa. Tā kā enerģijas ievadīšana šķidrumā izraisa šķidruma sildīšanu ar termodinamikas likumu, tas nozīmē, ka ultraskaņas enerģija tiek pielietota mērķa materiālam, cik vien iespējams. Ar šādu efektīvu procesa konstrukciju tiek novērsta izšķērdīga liekā nesējšķidruma sildīšana.
Ultraskaņa palīdz Ekstrakcijas no intracelulārā materiāla un tādējādi padara to pieejamu fermentatīvai fermentācijai. Viegla ultraskaņas apstrāde var uzlabot fermentatīvo aktivitāti, bet biomasas ekstrakcijai būs nepieciešama intensīvāka ultraskaņa. Tādējādi fermenti jāpievieno biomasas vircai pēc ultraskaņas apstrādes, jo intensīva ultraskaņa inaktivē fermentus, kas nav vēlams efekts.

Pašreizējie zinātnisko pētījumu rezultāti:

(2010) pētījumi par bioetanola ražošanu no rīsu salmiem ir parādījuši, ka skābes pirmapstrādes un ultraskaņas kombinācija pirms fermentatīvās apstrādes palielina cukura ražu līdz 44% (uz rīsu salmu bāzes). Tas parāda fizikālās un ķīmiskās pirmapstrādes kombinācijas efektivitāti pirms lignocelulozes materiāla fermentatīvās hidrolīzes uz cukuru.

2. attēls ilustrē ultraskaņas apstarošanas pozitīvo ietekmi bioetanola ražošanas laikā no rīsu salmiem grafiski. (Kokogles ir izmantotas, lai detoksicētu iepriekš apstrādātus paraugus no skābes / fermentu pirmapstrādes un ultraskaņas pirmapstrādes.)

Citā nesenā pētījumā tika pārbaudīta ultrasonication ietekme uz β-galaktozidāzes enzīma ekstracelulāro un intracelulāro līmeni. (2011) varētu ievērojami uzlabot bioetanola ražošanas produktivitāti, izmantojot ultraskaņu kontrolētā temperatūrā, stimulējot Kluyveromyces marxianus rauga augšanu (ATCC 46537). Darba autori atsāk, ka periodiska ultraskaņas apstrāde ar jaudas ultraskaņu (20 kHz) darba ciklos ≤20% stimulēja biomasas ražošanu, laktozes metabolismu un etanola ražošanu K. marxianus ar salīdzinoši augstu ultraskaņas intensitāti 11,8Wcm⁻². Labākajos apstākļos ultraskaņas apstrāde palielināja galīgo etanola koncentrāciju gandrīz 3,5 reizes salīdzinājumā ar kontroli. Tas atbilda 3,5 reizes lielākam etanola produktivitātes uzlabojumam, bet prasīja 952W papildu jaudas ievadi uz kubikmetru buljona, izmantojot ultraskaņu. Šī papildu prasība pēc enerģijas noteikti atbilda pieņemamām bioreaktoru darbības normām, un attiecībā uz augstvērtīgiem produktiem to varēja viegli kompensēt ar paaugstinātu produktivitāti.

Secinājums: ieguvumi no ultrasoniski atbalstītas fermentācijas

Ultraskaņas apstrāde ir pierādīta kā efektīva un novatoriska metode, lai uzlabotu bioetanola ražu. Pirmkārt, ultraskaņu izmanto, lai iegūtu intracelulāro materiālu no biomasas, piemēram, kukurūzas, sojas pupām, salmiem, lignocelulozes materiāliem vai augu atkritumiem.

• Bioetanola satura pieaugums
• Disinterācija/ Šūnu iznīcināšana un intracelulārā materiāla izdalīšanās
• Uzlabota anaerobā sadalīšanās
• Fermentu aktivācija ar vieglu ultraskaņu
• Procesa efektivitātes uzlabošana ar augstas koncentrācijas vircām

Vienkārša testēšana, reproducējama paplašināšana un viegla uzstādīšana (arī jau esošajās ražošanas plūsmās) padara ultrasoniku par rentablu un efektīvu tehnoloģiju. Ir pieejami uzticami rūpnieciskie ultraskaņas procesori komerciālai apstrādei un ļauj apstrādāt praktiski neierobežotus šķidruma daudzumus.