Search citation statements
Paper Sections
Citation Types
Year Published
Publication Types
Relationship
Authors
Journals
In recent years, the need to substitute fossil fuels with renewable biomass has been a key driver in the development of the biorefinery concept. One of the possible routes towards the development of bioproducts under this scheme is through a sugar intermediate. Sugars, such as glucose, can be produced through starch crops, for instance wheat. While there are many environmental assessment studies that consider sugar as a platform for biofuel production, the main focus is on the end product of the value chain (typically bioethanol), but not on sugars as the basic feedstock. Taking the bottom-up perspective as a roadmap, the assessment of technological, economic and environmental barriers in the biorefinery scheme must take into account the sustainability of sugar production with the aim of improving its current framework or finding novel technologies. This study investigates the environmental sustainability of wheat cultivation and grain processing in different European countries by applying the life cycle assessment (LCA) methodology with a cradle to gate approach.Moreover, 1 kg of glucose at the factory gate has been considered as a functional unit for reporting the environmental results. The chosen impact categories are climate change (CC), particular matter (PM), human toxicity (HT), freshwater eutrophication (FE), terrestrial eutrophication (TE), acidification (AC) and abiotic depletion (AD). Mass and economic 2 allocations are evaluated as the processing of grain wheat generates different valuable byproducts, namely wheat bran, gluten meal and gluten feed. The results show that agricultural activities play an important role in the environmental impacts, predominantly due to the production of agrochemicals and field emissions derived from fertilisation. In addition, the choice of allocation has a greater environmental influence (both positive or negative) on the by-products than the main product under investigation.
In recent years, the need to substitute fossil fuels with renewable biomass has been a key driver in the development of the biorefinery concept. One of the possible routes towards the development of bioproducts under this scheme is through a sugar intermediate. Sugars, such as glucose, can be produced through starch crops, for instance wheat. While there are many environmental assessment studies that consider sugar as a platform for biofuel production, the main focus is on the end product of the value chain (typically bioethanol), but not on sugars as the basic feedstock. Taking the bottom-up perspective as a roadmap, the assessment of technological, economic and environmental barriers in the biorefinery scheme must take into account the sustainability of sugar production with the aim of improving its current framework or finding novel technologies. This study investigates the environmental sustainability of wheat cultivation and grain processing in different European countries by applying the life cycle assessment (LCA) methodology with a cradle to gate approach.Moreover, 1 kg of glucose at the factory gate has been considered as a functional unit for reporting the environmental results. The chosen impact categories are climate change (CC), particular matter (PM), human toxicity (HT), freshwater eutrophication (FE), terrestrial eutrophication (TE), acidification (AC) and abiotic depletion (AD). Mass and economic 2 allocations are evaluated as the processing of grain wheat generates different valuable byproducts, namely wheat bran, gluten meal and gluten feed. The results show that agricultural activities play an important role in the environmental impacts, predominantly due to the production of agrochemicals and field emissions derived from fertilisation. In addition, the choice of allocation has a greater environmental influence (both positive or negative) on the by-products than the main product under investigation.
The production of aqueous ethanol from fermentation-based biorefi ning operations suggests the availability and possibility for its use within the refi nery to aid in separations prior to and after fermentation. A variety of uses that have been considered are described here. In general, these rely on biomass constituent solubility enhanced by ethanol concentration and temperature so that lipids, proteins, and lignin may be dissolved and recovered.Additionally, ethanol may be applied to remove water from solids, such as wet starch, wet gluten, and distillers' wet grains. This technology has been described in the past as 'extractive' or 'displacement' drying and replaces conventional solids dehydration (a unit operation) with solvent drying plus solvent regeneration (a system of unit operations). Materials as diverse as wood, peat, coal, and starch have been dried experimentally in this way. General criteria using best-case assumptions for this replacement are developed here. Applied to ethanol, these suggest signifi cant potential energy savings for a system that combines low-load solvent drying with distillation. Distillation energy for regenerating ethanol solvent to 90%v or less and producing water is equivalent to a 3 to 4 effect evaporation of water when compared on a separation-energy per unit-of-water-removed basis. Material properties of the dehydrated substance may be enhanced since the solvent drying is at a lower temperature and leaves the matrix without structural collapse. The parameters for capital cost comparison are delineated with important considerations and economies identifi ed that result from the use of low-cost solvent and compatible technologies in the biorefi nery setting. Published in
Στην παρούσα μελέτη, η οποία αποτελείται από τέσσερα μέρη, διερευνήθηκε η ικανότηταδύο ειδών ζυμομυκήτων, του Yarrowia lipolytica [στελέχη ACA-YC 5028, ACA-YC 5033 καιW29 (ATCC 20460)] και του Saccharomyces cerevisiae (στέλεχος MAK-1) να αυξηθούν σευποστρώματα με βάση τα υγρά απόβλητα ελαιουργίας (ΥΑΕ) ώστε να παραχθούν πολύτιμοιμεταβολίτες (βιομάζα, αιθανόλη, κιτρικό οξύ και κυτταρικά λιπίδια) χρήσιμοι στη ΒιομηχανικήΒιοτεχνολογία και την Τεχνολογία Τροφίμων και ταυτοχρόνως να μειωθεί η ρυπογόνος δύναμη τουαποβλήτου μέσω της μείωσης της συγκέντρωσης των φαινολικών ενώσεων αλλά και του χρώματόςτου.Στο πρώτο μέρος, διερευνήθηκε η ικανότητα τριών στελεχών της ζύμης Y. lipolytica νααυξηθούν σε υποστρώματα με βάση τα ΥΑΕ υπό ασηπτικές συνθήκες σε ανακινούμενες φιάλες,ώστε να παραχθεί βιομάζα, κιτρικό οξύ και κυτταρικά λιπίδια υπό συνθήκες περιοριστικές σεάζωτο [αρχική συγκέντρωσης γλυκόζης (Glc0) ~35.0 g L−1, αρχικός λόγος άνθρακα/αζώτου (C/N)~85] και υπό συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα (Glc0~28.0 g L−1, C/N~13). Έγινε προσθήκηΥΑΕ στο συνθετικό μέσο σε διάφορες αναλογίες ώστε η αρχική συγκέντρωση φαινολικώνενώσεων (Ph0) να είναι (σε g L−1): 0.00 (πείραμα αναφοράς χωρίς προσθήκη ΥΑΕ στο συνθετικό μέσο), ~1.15 και ~1.55. Σημειώθηκε αποχρωματισμός (εύρος μέγιστων τιμών 45-63%) και μείωσητων φαινολικών ενώσεων (εύρος μέγιστων τιμών 13-34% w/w) στο μέσο τόσο στις ζυμώσεις υπόσυνθήκες περιοριστικές σε άζωτο όσο και στις ζυμώσεις υπό συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα.Το ποσοστό μείωσης του χρώματος και μείωσης των φαινολικών ενώσεων του μέσου έδειξε νααυξάνεται με την προσθήκη ΥΑΕ (εξαιρώντας το στέλεχος ACA-YC 5033). Στις καλλιέργειες υπόσυνθήκες περιοριστικές σε άζωτο παράχθηκε σε ικανοποιητικές ποσότητες συνολικό κιτρικό οξύ[π.χ. μέγιστη συγκέντρωση κιτρικού οξέος (Citmax) ~18.1 g L−1, με αντίστοιχο συντελεστήαπόδοσης κιτρικού οξέος προς αναλωθείσα γλυκόζη (YCit/Glc) ~0.51 g g−1.για το στέλεχος Y.lipolytica ACA-YC 5033 σε υποστρώματα εμπλουτισμένα με ΥΑΕ]. Το ισοκιτρικό οξύπαρουσίασε μια ποσότητα της τάξης του 5 – 8% w/w του συνολικού κιτρικού οξέος πουπαράχθηκε, ανεξαρτήτα από το στέλεχος που χρησιμοποιήθηκε. Η προσθήκη ΥΑΕ οδήγησε σεσοβαρή μείωση της παραγωγής του κιτρικου οξέος (τόσο σε απόλυτες τιμές συγκέντρωσης όσο καισε τιμές του συντελεστή απόδοσης) ειδικά για το στέλεχος W29. Αντίθετα, η παραγωγή τωνκυτταρικών λιπιδιών ευνοήθηκε με την προσθήκηΥΑΕ συγκρίνοντας με το πείραμα αναφοράς(χωρίς προσθήκη ΥΑΕ) κυρίως για το στέλεχος W29 [μέγιστη συγκέντρωση ολικού λίπους (Lmax)~1.9 g L−1, λίπος επί ξηρής μάζας (YL/X) ~0.28 g g−1], υποδεικνύοντας πως η προσθήκη ΥΑΕ ευνόησε τη διαδικασία συσσώρευσης λίπους. Αξίζει να σημειωθεί πως στις περισσότερες ζυμώσειςυπό συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο, παρουσιάστηκε μερική μείωση της συγκέντρωσης του παραγόμενου λίπους (υπό την έννοια τόσο των τιμών Lmax όσο και των τιμών YL/X) στην αρχή τηςστατικής φάσης αύξησης του μικροοργανισμού, ακριβώς πριν ξεκινήσει σε αυξημένεςσυγκεντρώσεις η έκκριση κιτρικού οξέος στο μέσο. Στις ζυμώσεις υπό συνθήκες περιοριστικές σεάνθρακα δεν παράχθηκε κιτρικό οξύ (όπως άλλωστε αναμενόταν) και παρά την ύπαρξηπαρεμποδιστικών παραγόντων (π.χ. φαινολικών συστατικών), η παραγωγή της βιομάζας [μέγιστησυγκέντρωση βιομάζας (Xmax) ~13.0 g L−1, συντελεστής απόδοσης βιομάζας (YX/Glc) ∼0.45 g g−1]ενισχύθηκε με την προσθήκη ΥΑΕ στο συνθετικό μέσο. Υπήρξε σημαντικά υψηλότερη παραγωγήβιομάζας στις ζυμώσεις υπό συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα από ότι στις ζυμώσεις υπόσυνθήκες περιοριστικές σε άζωτο όπως επίσης και ο ρυθμός κατανάλωσης της γλυκόζης ήτανμεγαλύτερος στις ζυμώσεις υπό συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα. Αναφορικά με την παραγωγήολικού λίπους, στις περισσότερες ζυμώσεις υπό συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα το λίπος επίξηρής μάζας μετρήθηκε στο εύρος 5-12% w/w επί ξηρής ουσίας, υποδεικνύοντας πως δεν υπήρξεαξιοσημείωτη συσσώρευση κυτταρικων λιπιδίων υπό αυτές τις συνθήκες. Η ανάλυση των λιπαρώνοξέων των κυτταρικών λιπιδίων που παράχθηκαν, έδειξε ότι η προσαρμογή όλων των στελεχών τηςζύμης στα υποστρώματα με βάση τα ΥΑΕ έστρεψε το μεταβολισμό προς τη σύνθεση κυτταρικώνλιπιδίων που περιείχαν αυξημένες συγκεντρώσεις κυτταρικού ελαϊκού οξέος.Δεδομένης της δυναμικής του στελέχους ACA-YC 5033 να παράγει σε υψηλές ποσότητεςκιτρικό οξύ ανεξάρτητα από την προσθήκη ΥΑΕ στο συνθετικό μέσο, στο δεύτερο μέρος τηςδιατριβής, μελετήθηκε η ικανότητα του στελέχους αυτού να αυξηθεί σε υποστρώματα με βάση τα ΥΑΕ (επιπλέον σε ανακινούμενες φιάλες υπό συνθήκες παστερίωσης και σε βιοαντιδραστήρα υπόσυνθήκες ασηπτικές αλλά και υπό συνθήκες παστερίωσης) σε υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις ΥΑΕ(και συνεπώς φαινολικών συστατικών) στο μέσο της καλλιέργειας. Σημειώθηκε αποχρωματισμός(~58%) και αξιοσημείωτη μείωση των φαινολικών ενώσεων [~51% w/w, τιμή που σημειώθηκεανέλπιστα στο πείραμα με αρχική συγκέντρωση φαινολικών ενώσεων (Ph0) ~5.50 g L−1]. Η τόσουψηλή τιμή μείωσης των φαινολικών ενώσεων του μέσου ζύμωσης που σημειώθηκε, ανήκει στιςυψηλότερες τιμές που έχουν αναφερθεί ως τώρα στη διεθνή βιβλιογραφία αναφορικά με τηναύξηση ζυμών σε υπολείμματα που περιέχουν φαινολικές ενώσεις.Στις καλλιέργειες υπό συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο (στις οποίες Citmax~19.0 g L−1,YCit/Glc~0.74 g g−1), η συγκέντρωση της Xmax μειώθηκε αναλογικά με την περιεκτικότητα σεφαινόλες, με την προσθήκη ΥΑΕ στο μέσο. Αξιοσημείωτο είναι πως η προσθήκη ΥΑΕενεργοποίησε τη διαδικασία συσσώρευσης λιπιδίων (Lmax~1.0 g L−1, YL/X~0.27 g g−1) εν συγκρίσειμε το πείραμα αναφοράς, υποδεικνύοντας πως τα ΥΑΕ δείχνουν να αποτελούν ένα«ελαιοσυσσωρευτικό» υπόστρωμα. Η υψηλότερη συγκέντρωση κιτρικού οξέος που σημειώθηκε σεόλη τη μελέτη (Citmax~47.0 g L−1, YCit/Glc~0.67 g g−1), προέκυψε στη ζύμωση με την υψηλότερη προσθήκη εμπορικής γλυκόζης (Glc0~80.0 g L−1). Στα πειράματα με την υψηλότερη συγκέντρωσηφαινολικών ενώσεων (Ph0~4.50 and ~5.50 g L−1) παρουσιάστηκε σημαντική αναστολή τηςαύξησης του μικροοργανισμού αλλά η παραγωγή των κυτταρικών λιπιδίων ενεργοποιήθηκε με τηνπροσθήκη ΥΑΕ σε αυτές τις αναλογίες. Σε συνθήκες περιοριστικές σε άνθρακα, η παραγωγήβιομάζας ενισχύθηκε από την προσθήκη ΥΑΕ. Συγκρίνοντας τις καλλιέργειες σε ανακινούμενεςφιάλες υπό ασηπτικές συνθήκες και συνθήκες παστερίωσης σημειώθηκαν μη αξιοσημείωτεςαλλαγές όσον αφορά στην κινητική του μικροοργανισμού (τόσο στην παραγωγή βιομάζας οσο καιστην παραγωγή ολικού λίπους) ενώ ο ρυθμός κατανάλωσης της γλυκόζης ήταν γραμμικός και στιςδύο περιπτώσεις με υψηλότερο αυτόν στις ζυμώσεις υπό ασηπτικές συνθήκες από ότι στις ζυμώσειςυπό συνθήκες παστερίωσης. Αντίθετα, παρατηρήθηκε μείωση της παραγωγής κιτρικού οξέος στιςζυμώσεις υπό συνθήκες παστερίωσης υπό την έννοια τόσο των απόλυτων τιμών Citmax όσο και τωνσχετικών τιμών YCit/Glc. Συγκρίνοντας τα πειράματα σε ανακινούμενες φιάλες υπό ασηπτικέςσυνθήκες με τα αντίστοιχα πειράματα σε βιοαντιδραστήρα (που παρουσίασαν παρόμοιεςσυγκεντρώσεις Glc0 και Ph0), παρατηρήθηκε μη-αξιοσημείωτη βελτίωση στην παραγωγή βιομάζαςκαι λιπιδιών ενώ το στέλεχος παρουσίασε νωρίτερα τη στατική του φάση στις φιάλες από ότι στοβιοαντιδραστήρα. Ο ρυθμός κατανάλωσης της γλυκόζης ήταν υψηλότερος στις ζυμώσεις σε φιάλες.Η παραγωγή κιτρικού οξέος μειώθηκε στις ζυμώσεις σε βιοαντιδραστήρα (υπό την έννοια τόσο τωντιμών Citmax όσο και των τιμών YCit/Glc).Στο τρίτο μέρος, διερευνήθηκε η ικανότητα της ζύμης S. cerevisiae στέλεχος MAK-1 νααυξηθεί σε υποστρώματα με βάση τα ΥΑΕ ώστε να παραχθεί βιομάζα, αιθανόλη και κυτταρικάλιπίδια σε ανακινούμενες φιάλες και σε βιοαντιδραστήρα υπό ασηπτικές αλλά και μη ασηπτικέςσυνθήκες (σε όλες τις περιπτώσεις η σύγκριση ασηπτικών και μη ασηπτικών συνθηκώνπαρουσίασε παρόμοια κινητική). Στις ζυμώσεις σε ανακινούμενες φιάλες υπό ασηπτικές αλλά και μη ασηπτικές συνθήκες, έγινε προσθήκη ΥΑΕ στο συνθετικό μέσο σε διάφορες αναλογίες ώστε ηPh0 να είναι (σε g L−1): 0.00 (πείραμα αναφοράς χωρίς προσθήκη ΥΑΕ στο συνθετικό μέσο),~1.20, ~2.00 και~2.90. Για κάθε Ph0 προστέθηκε στο μέσο ποσότητα γλυκόζης ώστε η αρχικήσυγκέντρωσή αυτής να είναι (σε g L−1): ~40.0, ~55.0 και ~75.0 . Τόσο η μέγιστη συγκέντρωσηαρχικής γλυκόζης που επιλέχθηκε, όσο και οι αρχικές συγκεντρώσεις φαινολικών ενώσεων,αναφέρονται στις αντίστοιχες συγκεντρώσεις που μπορεί να βρεθούν σε τυπικά ΥΑΕ παραγόμενααπό διάφορες μεθόδους πίεσης του ελαιοκάρπου. Στις καλλιέργειες με ανακινούμενες φιάλες υπόασηπτικές συνθήκες, η προσθήκη ΥΑΕ αύξησε θεαματικά την παραγωγή βιομάζας παρά τογεγονός ότι, όπως αναφέρθηκε, τα ΥΑΕ περιέχουν ανασταλτικούς παράγοντες. Η υψηλότερη τιμήΧmax που σημειώθηκε ήταν ~19.0 g L−1 στο πείραμα με Glc0~75.0 g L−1 και Ph0~2.90 g L−1 (ενώΧmax~11.0 g L−1 σημειώθηκε στο αντίστοιχο πείραμα αναφοράς). Επίσης, όπως αναμενόταν, με την αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης γλυκόζης στο μέσο, παρατηρήθηκε και αύξηση της παραγωγήςτης βιομάζας. Σημαντικό σημείο αποτελεί το γεγονός ότι μετά την ολική κατανάλωση της γλυκόζηςτου μέσου, η αιθανόλη που είχε παραχθεί άρχισε να καταναλώνεται προς νέα παραγωγή βιομάζαςκαι σε αρκετές περιπτώσεις δε, παρατηρούταν η ανακατανάλωση όλης της ποσότητας τηςπροηγούμενης συντιθέμενης αιθανόλης. Η μέγιστη συγκέντρωση αιθανόλης (EtOHmax) πουπαράχθηκε στις ζυμώσεις σε ανακινούμενες φιάλες ήταν ~26.0 g L−1 με συντελεστή απόδοσηςαιθανόλης (YEtOH/Glc) ~0.36 g g−1 στο πείραμα με Glc0~75.0 g L−1 και Ph0~2.90 g L−1 ενώ ουψηλότερος συντελεστής απόδοσης αιθανόλης ήταν ~0.47 g g−1 (με αντίστοιχη μέγιστησυγκέντρωση αιθανόλης ~17.0 g L−1) στο πείραμα με Glc0~40.0 g L−1 και Ph0~2.00 g L−1. Ηπροσθήκη ΥΑΕ στο συνθετικό μέσο έως μία συγκεκριμένη αναλογία ευνόησε την παραγωγή τηςαιθανόλης. Λαμβάνοντας υπ’όψιν το συντελεστή απόδοσης αιθανόλης, σημειώνεται πωςσημαντικά υψηλότερη τιμή αυτού παρατηρήθηκε στη ζύμωση με Ph0~2.0 g L−1, συνθήκες οι οποίεςεπιλέχθηκαν για προσαρμογή της πειραματικής διαδικασίας σε ζυμώσεις σε βιοαντιδραστήρα.Συγκρίνοντας τις ζυμώσεις σε φιάλες υπό ασηπτικές συνθήκες (Glc0~40.0 g L−1, Ph0~0.00 g L−1 καιGlc0~75.0 g L−1, Ph0~2.90 g L−1) με τις αντίστοιχες υπό μη ασηπτικές συνθήκες, σημειώνεται πως δεν παρατηρήθηκε διαφορά τόσο στην παραγωγή βιομάζας όσο και στην παραγωγή αιθανόλης.Αναφορικά με τις ζυμώσεις που πραγματοποιήθηκαν σε βιοαντιδραστήρα έγινε σύγκρισηπειράματος αναφοράς (ζύμωση χωρίς προσθήκη ΥΑΕ) υπό ασηπτικές και υπό μη ασηπτικέςσυνθήκες χωρίς να παρατηρηθεί αξιοσημείωτη διαφορά στην κινητική του μικροοργανισμού.Ακολούθως, μελετήθηκε η επίδραση του αερισμού (0.0, 0.5, 1.0 και 1.5 vvm) της καλλιέργειας καιδεν παρατηρήθηκε αξιοσημείωτη διαφορά στην κινητική. Λόγω των παραπάνω παρατηρήσεωνεπιλέχθηκαν (για λόγους μείωσης κόστους) οι μη-ασηπτικές συνθήκες χωρίς αερισμό για τησυνέχεια των πειραμάτων με την προσθήκη στο μέσο ΥΑΕ, γεγονός το οποίο οδήγησε σεαξιοσημείωτη αύξηση της βιομάζας χωρίς όμως να επηρεάσει τη βιοσύνθεση της αιθανόλης.Σημειώνεται επίσης πως, οι ζυμώσεις που πραγματοποιήθηκαν σε βιοαντιδραστήρα παρουσίασανυψηλότερες ποσότητες αιθανόλης και χαμηλότερες βιομάζας εν συγκρίσει με τα αντίστοιχαπειράματα των ανακινούμενων φιαλών. Τέλος, προκειμένου να αυξηθεί η συγκέντρωση τηςπαραγόμενης αιθανόλης πραγματοποιήθηκε ζύμωση σε βιοαντιδραστήρα υπό μη ασηπτικέςσυνθήκες χωρίς αερισμό με αρχική συγκέντρωση γλυκόζης ~115.0 g L-1 και αρχική συγκέντρωσηφαινολικών ενώσεων ~2.90 g L-1 με EtOHmax~52.0 g L-1 (YEtOH/Glc~0.46 g g−1). Σημειώθηκε αξιοσημείωτος αποχρωματισμός (~63%) και μείωση των φαινολικών ενώσεων (~34% w/w) στομέσο. Για μια δεδομένη αρχική συγκέντρωση γλυκόζης, αναφορικά με τις ζυμώσεις σεανακινούμενες φιάλες, το ποσοστό μείωσης του χρώματος και μείωσης των φαινολικών ενώσεωντου μέσου αυξήθηκε με την προσθήκη ΥΑΕ. Συγκρίνοντας τις τιμές αποχρωματισμού και μείωσης φαινολικών ενώσεων στα πειράματα σε φιάλες υπό μη ασηπτικές συνθήκες με αυτές τωναντίστοιχων ζυμώσεων σε βιοαντιδραστήρα υπό μη ασηπτικές συνθήκες, συμπεραίνεται ότι ήτανπαρόμοιες. Η ανάλυση των λιπαρών οξέων των κυτταρικών λιπιδίων (παράχθηκαν σε ποσότηταμικρότερη του 10% w/w επί ξηρής ουσίας), έδειξε ότι στα υποστρώματα με βάση τα ΥΑΕ τακυτταρικά λιπίδια περιείχαν αυξημένες συγκεντρώσεις ελαϊκού και λινελαϊκού οξέος, κάτι πουβρίσκεται σε συμφωνία με τα αντίστοιχα πειράματα του πρώτου μέρους αυτής της μελέτης όπουμελετήθηκαν τα κυτταρικά λιπίδια του μικροοργανισμού Y. lipolytica.Στο τέταρτο μέρος, ερευνήθηκε η ικανότητα της ζύμης S. cerevisiae στέλεχος MAK-1 νααυξηθεί σε μίγματα ΥΑΕ και μελάσας, ώστε να παραχθεί βιομάζα και αιθανόλη σε ανακινούμενεςφιάλες και βιοαντιδραστήρα υπό αερόβιες και αναερόβιες, μη ασηπτικές συνθήκες. Τα ΥΑΕχρησιμοποιήθηκαν ταυτοχρόνως τόσο ως υπόστρωμα της ζύμωσης όσο και ως νερό της διεργασίαςκαι η μελάσα ως χαμηλού κόστους υπόστρωμα για τον εμπλουτισμό των ήδη υπαρχόντωνσακχάρων των ΥΑΕ προς την ενίσχυση της παραγωγής προϊόντων προστιθέμενης αξίας. Η λογικήτης χρήσης μιγμάτων ΥΑΕ και μελάσας ήταν η μελέτη της επίδρασης των μιγμάτων αυτών στηφυσιολογία και την συμπεριφορά της κινητικής του στελέχους, καθώς σε ενδεχόμενη κλιμάκωσημεγέθους των ζυμώσεων, τα ΥΑΕ θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν το νερό που χρησιμοποιείται για την αραίωση της μελάσας στη διαδικασία βιοτεχνολογικής επεξεργασίας και αξιοποίησής της.Πραγματοποιήθηκαν προκαταρτικά πειράματα σε υποστρώματα μελάσας αραιωμένα με νερό[αρχική συγκέντρωση ολικών σακχάρων (TS0) ~100.0 g L-1, χωρίς την προσθήκη ΥΑΕ] υπόαερόβιες ασηπτικές συνθήκες σε ανακινούμενες φιάλες για να αξιολογηθεί η προσθήκη διαλύματοςμεταλλικών αλάτων (η σύσταση της μελάσας περιλαμβάνει μη αμελητέα ποσότητα μεταλλικώνστοιχείων). Η προσθήκη μεταλλικών αλάτων στο μέσο επηρέασε αρνητικά την παραγωγή τηςβιομάζας και της αιθανόλης, επομένως η πρακτική αυτή εξαιρέθηκε από τη συνέχεια τωνπειραμάτων. Κατόπιν, ζυμώσεις με μίγματα μελάσας και ΥΑΕ (προσθήκη 10% v/v) σεανακινούμενες φιάλες υπό ασηπτικές συνθήκες συγκρίθηκαν με αντίστοιχες καλλιέργειες υπό μηασηπτικές συνθήκες. Η συγκέντρωση της παραγόμενης αιθανόλης ήταν ελαφρώς υψηλότερη και ησυγκέντρωση της βιομάζας χαμηλότερη στις ζυμώσεις υπό ασηπτικές συνθήκες. Ταπροαναφερθέντα πειράματα υπό μη ασηπτικές συνθήκες θεωρήθηκαν ικανοποιητικά γεγονός τοοποίο οδήγησε στην εφαρμογή μη ασηπτικών συνθηκών στις υπόλοιπες ζυμώσεις. Στη συνέχειαεκτελέστηκαν πειράματα σε ανακινούμενες φιάλες υπό μη ασηπτικές συνθήκες με μίγματα
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.