NL2032740B1 - Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft de bereiding van ethanol, meer in het bijzonder op een werkwijze voor bio—ethanol uit tungboombladeren, omvattende de volgende stappen: 1) Plet de tungboombladeren in poedervorm. met een slijpmachine; 2) Weeg een vaste hoeveelheid van het tungboombladpoeder af en giet het in een erlenmeyer, weeg vervolgens een vaste hoeveelheid gedestilleerd water af en giet het in de erlenmeyer, en ten slotte meng het gelijkmatig met het tungboombladpoeder; 3) Weeg cellulas nauwkeurig volgens de verhouding cellulase en tungboombladpoeder 0,4:l, en voeg het toe aan de erlenmeyer; Weeg vervolgens een vaste hoeveelheid van gist en voeg deze toe aan de erlenmeyer; En schud ten slotte goed, zodat de cellulase en gist goed gemengd zijn met het mengsel.

Description

P1521/NLpd

WERKWIJZE VOOR BIOPRODUCTIE VAN ETHANOL UIT TUNGBOOMBLADEREN

Technologisch gebied

De uitvinding heeft betrekking op het technische gebied voor de bereiding van ethanol, meer in het bijzonder op een biologische werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren, be- staande uit de volgende stappen:

Achtergrondtechnologie

China is een grote productie en consumptie van oliehoudende gewassen. Houtachtige oliehoudende gewassen hebben een breed teeltgebied, die wordt gedomineerd door oliethee, tungboom, berg- riet enz. Onder hen is tungboom inheems in China, een uniek econo- misch bos in China en heeft een teeltgeschiedenis van meer dan 1.000 jaar. Tungboom heeft de voordelen van hoog oliegehalte, breed toepassingsgebied van olieproducten, eenvoudige promotie en aanplant, en langere economische levensduur. Tungboom heeft enorme economische voordelen. In de jaren 1990, hebben de wetenschappe- lijke onderzoekers van China gerichte en uitgebreide onderzoeks uitgevoerd, zoals de classificatie van gekwalifieerde hulpbronnen, de selectie en veredeling van uitstekende fami- lies/klonen/uitstekende bomen, de analyse van seksuele reproductie van tungboomolie, de introductietest, biologische eigenschappen ervan, en meer. Tijdens het groei- en olieproductieproces van tungboom, zal een grote hoeveelheid afgedankte biomassa geprodu- ceerd worden, zoals de takken en bladeren van tungboom en het re- sidu van tungboom na olieproductie. Het gebruik van deze biomassa is ook een onderwerp dat het onderzoek waard is.

Ethanol wordt op grote schaal gebruikt in alle aspecten van de sociale productie; Het speelt een belangrijke rol bij voedsel- toewijzing, grondstoffen voor chemische industrie, medicijnen en medische behandeling, en vervanging van fossiele brandstoffen.

Bio-ethanol heeft de voordelen van een breed scala aan biologische afbreekbare substraten, eenvoudige productieprocessen en eenvoudi- ge opslag en overdracht van producten. De traditionele ethanolpro- ductie is echter voornamelijk gebaseerd op gewassen (rijst, mails,

zoete aardappelen, sorghum, enz.). Met de voortdurende en stabiele toename van de Chinese bevolking en de afname van het effectieve bebouwde land jaar na jaar, is het een topprioriteit geworden om goedkope grondstoffen te zoeken die de gefermenteerde gewassen kunnen vervangen voor de productie van ethanol. Op basis van bo- venstaande achtergrond is er veel onderzoeken uitgevoerd naar het gebruik van biomassa zoals maïsstro voor de bioproductie van etha- nol. Johnston et al. bestudeerden de haalbaarheid van malsstro ter vervanging van maïs voor bioproductie van ethanol, analyseerden het effect van maïsstro en maïsmengsel op de bioproductie van ethanol, fermentatiesnelheid en restsuikerhoeveelheid, en ontdek- ten dat maïsstro maïs kan vervangen voor bio-ethanol, en de resul- taten van de onderzoeken tonen aan dat maïsstro zeer goede resul- taten kan opleveren door maïs te vervang voor bio-ethanol. Li et al. bestudeerden de effecten van voorbehandeling van laccase en de toevoeging van oppervlakteactieve stoffen op engineered gist en versuikerde gefermenteerde maïsstro, en de resultaten van de on- derzoeken tonen aan dat de combinatie van voorbehandeling van lac- case en de toevoeging van rhamnolipids de productie van bio- ethanol verder kan verhogen. Le et al. gebruikten een voorbehande- ling van ammoniakwater om enzymatische versuikering en de biopro- ductie van ethanol van maïsstro te verhogen, en verkregen een maximale ethanolconcentratie van 14,5g/1. Molaverdi et al. ge- bruikten een voorbehandeling van natriumcarbonaat van maïsstro om de fermentatieproductie van vaste ethanol te verhogen, en de etha- nolconcentratie steeg van 24g/1 tot 41g/1 onder lage cellulasebe- lasting (5FPU/g substraat) en de voorbehandeling van natriumcarbo- naat. Stenberg et al. bestudeerden de effecten van substraatcon- centratie en cellulase op gelijktijdige versuikering om ethanol- productie, en de resultaten toonden aan dat de ethanolproductie toenam met de toename van de cellulasebelasting; Lage substraat- concentraties leiden tot de productie van melkzuur en bij hoge substraatconcentraties wordt ook de productie van ethanol geremd.

In de literatuur over het gebruik van hulpbronnen van hout- achtige oliegewassen, gebruikten Hu et al. bergriet om ethanol, isopropyltolueen, caryofylleen en andere stoffen te extraheren als de basisstoffen van specerijen. Zhu et al. gebruikten oliethee schillen na NaOH-behandeling en verkregen vaste en vloeibare com- ponenten, de vaste componenten werden gehydrolyseerd door cellula- se en gefermenteerd om ethanol te produceren, en de vloeibare com- ponenten werden geoxideerd om vanillinepasta-oligosacchariden te bereiden, en de vaste componenten dat cellulose en een kleine hoe- veelheid zylan met een concentratie van 10% bevatte, kon 17,35g/1 ethanol verkregen worden. Terwijl in het onderzoek van Yan et al. gebruikten de onderzoekers ethanol als een voorbehandelingsmetho- de, waarbij microgolfethanol werd gebruikt om de oliethee zaad- schillen voor te behandelen, en vervolgens om oligosacchariden te bereiden na enzymatisch ontlening. De onderzoeken in de literatuur zijn vooral gericht op het gebruik van fruitafvalresten van hout- achtige oliegewassen, terwijl er weinig onderzoek wordt uitgevoerd naar afvalbiomassa zoals takken en bladeren van houtachtige olie- gewassen. De bestaande onderzoeken richten zich voornamelijk op het effect van temperatuur op het fotosynthetische effect van tungboombladeren en de interne structuur van bladeren, en er is nog geen relevant onderzoek gevonden voor het hoogwaardige gebruik van tungboombladeren.

Door de bio-ethanol omzetting van afvalbiomassa in deze tung- boombladeren kan een hoogwaardige benutting van afval gerealiseerd worden. Het vaste afval van houtachtig oliehoudeende zaden bevat polysacchariden, zuren, eiwitten en andere componenten, die verder kunnen gebruikt worden. Het gebruik van vaste afval van houtachtig oliehoudeende zaden voor de omzetting van bio-ethanol is ook een goede manier om grondstoffen te gebruiken. Er zijn echter weinig meldingen geweest van het gebruik van vaste afval van houtachtig oliehoudeende zaden voor de bioproductie van ethanol. De fysische en chemische eigenschappen van vast afval van houtachtige oliehou- dende zaden moeten verder in detail worden geanalyseerd, en hun unieke fysische en chemische eigenschappen (hoge toxines, hoog ligninegehalte, voedingsonbalans, enz.) hebben hogere eisen voor enzymatische versuikerngsdegradatie, en de beïnvloedingsregel en het versterkingsmechanisme van vaste afval van houtachtig oliehou- deende zaden op bioproductie van ethanol moet verder worden bestu- deerd.

Uitvindingsomschrijving

Het doel van de uitvinding is om een werkwijze te bieden voor de bioproductie van ethanol uit tungboombladeren die de productie van bio-ethanol kan verhogen.

Om het bovenstaande doel te bereiken, biedt de uitvinding de volgende technische oplossingen:

Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren met kenmerk dat de werkwijze de volgende stappen omvat: 1) Pletten: Plet de tungboombladeren in poedervorm met een slijp- machine om tungboombladpoeder te maken voor back-up; 2)Mengen: Weeg een vaste hoeveelheid van het in stap 1 bereide tungboombladpoeder af en giet het in een erlenmeyer en weeg vervolgens een vaste hoeveelheid gedestilleerd water en giet het in de erlenmeyer, en ten slotte meng het gelijkmatig met het tungboomboombladpoeder om mensel te maken voor back-up; 3) Eindproduct: Weeg cellulas nauwkeurig volgens de verhouding cellulase en tungboombladpoeder 0,4:1, en voeg het toe aan de

Erlenmeyer; Weeg vervolgens een vaste hoeveelheid van gist en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; En schud ten slotte goed, zodat de cellulase en gist goed gemengd zijn met het mengsel om ethanol te verkrijgen.

Bij voorkeur, in de werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren, is de massa van het tungboombladpoeder 1-20g is, met de voorkeur van lg, 59, 109, 159, 20g

Bij voorkeur, in de werkwijze voor de bioproductie van etha- nol uit tungboombladeren, is het volume van het gedestilleerde wa- ter 200ml is.

Bij voorkeur, in de werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren, is de massa van de gist 0,5qg.

Bij voorkeur, in de werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren, is de gist een hoogactieve droge gist voor het brouwen.

Zoals blijkt uit de bovenstaande technische oplossingen, in vergelijking met de bestaand techniek, neemt de uitvinding de tungboombladeren als substraten, de actieve gist als het ethanol- producerende micro-organisme en bestudeert de haalbaarheid van de bioproductie van ethanol door tungboombladeren; Het onderzoek richt zich op de veranderingswet van gaseigenschappen, vloeibare eigenschappen, oplosbare metabolieten, kinetische eigenschappen in het proces van bioproductie van ehtanol door tungboombladeren, wat aangeeft dat in het proces van bioproductie van ehtanol door tung- 5 boombladeren, de gasproductiesnelheid eerst toeneemt en vervolgens afneemt, wanneer de substraatconcentratie 1009/1 is, wordt de maximale verkregen gasproductiesnelheid is 43 ml/h, de maximale cumulatieve gasproductie is 1201,5ml, en de maximale ethanolcon- centratie is 6,179/1.

Tekening

Om de uitvoeringsgevallen van de uitvinding of de technische oplossingen van de bestaand techniek duidelijker te illustreren, zullen de figuren die moeten gebruikt worden in de beschrijving voor de uitvoeringsgevallen van de uitvinding of de technische op- lossingen van de bestaand techniek hieronder kort geïntroduceerd worden. Het moge duidelijk zijn dat de hiernavolgende beschreven figuren slechts de uitvoeringsgevallen van de uitvinding zijn. De gemonde technici in deze sector, kunnen ook andere figuren verkre- gen volgens de bijgeleverde figuren zonder extra creatieve inspan- ning.

Figuur 1: De bijgeleverde figuur is een schematisch diagram van de gaseigenschappen van bio-ethanol van de uitvinding.

Figuur 2 bijgeleverde figuur is een schematisch diagram van de vloeibare eigenschappen van bio-ethanol van de uitvinding.

Figuur 3 De bijgevoegde tekeningen zijn een schematisch dia- gram van de oplosbare stofeigenschappen van bio-ethanol van de uitvinding.

Specifieke uitvoeringswijzen

De technische oplossingen wordt hieronder duidelijk en volle- dig uitgewerkt in combinatie met specifieke uitvoeringsgevallen van de uitvinding. Het is duidelijk dat de beschreven uitvoerings- gevallen slechts een gedeeltelijke uitvoeringsgevallen zijn van de uitvinding, en niet alle uitvoeringsgevallen. Op basis van de uit- voeringsgevallen van de uitvinding, vallen alle andere uitvoe- ringsgevallen die door gewone technici in deze sector worden ver- kregen zonder creatieve inspanning, binnen het bereik van de be- scherming van de uitvinding.

Uitvoeringsgeval 1:

Bij de experimenten, maak gebruik van glazen flacons van 200ml als een bio-ethanolreactor. Weeg lg tungboombladpoeder af en giet die in een eerder bereide Erlenmeyer van 200ml; Gebruik ver- volgens de maatcilinder om gedestilleerd water van 200mL te nemen, giet het water in de Erlenmeyer; Meng het gedestilleerde water goed met het tungboombladpoeder; Weeg 0,4g cellulase af met een elektronische balans, en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; Nadat de cellulase is toegevoegd, gebruik vervolgens de elektronische ba- lans om 0,2g hoogactieve droge gist voor het brouwen en toevoeg deze in de fles; Schud ten slotte het mengsel om het enzym en de gist volledig gemengd te maken met de reactievloeistof, Voor het verhogen van de ethanolproductie. Stel de temperatuur van de incu- bator in op 30°C en test de experimentele gegevens volgens een vooraf bepaalde tijd.

Uitvoeringsgeval 2:

Bij de experimenten, maak gebruik van glazen flacons van 200ml als een bio-ethanolreactor. Weeg 5g tungboombladpoeder af en giet die in een eerder bereide Erlenmeyer van 200ml; Gebruik ver- volgens de maatcilinder om gedestilleerd water van 200ml te nemen, giet het water in de Erlenmeyer; Meng het gedestilleerde water goed met het tungboombladpoeder; Weeg 2g cellulase af met een elektronische balans, en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; Nadat de cellulase is toegevoegd, gebruik vervolgens de elektronische ba- lans om 0,2g hoogactieve droge gist voor het brouwen en toevoeg deze in de fles; Schud ten slotte het mengsel om het enzym en de gist volledig gemengd te maken met de reactievloeistof, Voor het verhogen van de ethanolproductie. Stel de temperatuur van de incu- bator in op 30°C en test de experimentele gegevens volgens een vooraf bepaalde tijd.

Uitvoeringsgeval 3:

Bij de experimenten, maak gebruik van glazen flacons van 200ml als een bio-ethanolreactor. Weeg 10g tungboombladpoeder af en giet die in een eerder bereide Erlenmeyer van 200ml; Gebruik vervolgens de maatcilinder om gedestilleerd water van 200ml te ne- men, giet het water in de Erlenmeyer; Meng het gedestilleerde wa- ter goed met het tungboombladpoeder; Weeg 4g cellulase af met een elektronische balans, en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; Nadat de cellulase is toegevoegd, gebruik vervolgens de elektronische ba- lans om 0,2g hoogactieve droge gist voor het brouwen en toevoeg deze in de fles; Schud ten slotte het mengsel om het enzym en de gist volledig gemengd te maken met de reactievloeistof, Voor het verhogen van de ethanolproductie. Stel de temperatuur van de incu- bator in op 30°C en test de experimentele gegevens volgens een vooraf bepaalde tijd.

Uitvoeringsgeval 4:

Bij de experimenten, maak gebruik van glazen flacons van 200ml als een bio-ethanolreactor. Weeg 15g tungboombladpoeder af en giet die in een eerder bereide Erlenmeyer van 200ml; Gebruik vervolgens de maatcilinder om gedestilleerd water van 200ml te ne- men, giet het water in de Erlenmeyer; Meng het gedestilleerde wa- ter goed met het tungboombladpoeder; Weeg 6g cellulase af met een elektronische balans, en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; Nadat de cellulase is toegevoegd, gebruik vervolgens de elektronische ba- lans om 0,2g hoogactieve droge gist voor het brouwen en toevoeg deze in de fles; Schud ten slotte het mengsel om het enzym en de gist volledig gemengd te maken met de reactievloeistof, Voor het verhogen van de ethanolproductie. Stel de temperatuur van de incu- bator in op 30°C en test de experimentele gegevens volgens een vooraf bepaalde tijd.

Uitvoeringsgeval 5:

Bij de experimenten, maak gebruik van glazen flacons van 200ml als een bio-ethanolreactor. Weeg 20g tungboombladpoeder af en giet die in een eerder bereide Erlenmeyer van 200ml; Gebruik vervolgens de maatcilinder om gedestilleerd water van 200ml te ne- men, giet het water in de Erlenmeyer; Meng het gedestilleerde wa- ter goed met het tungboombladpoeder; Weeg 8g cellulase af met een elektronische balans, en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; Nadat de cellulase is toegevoegd, gebruik vervolgens de elektronische ba- lans om 0,2g hoogactieve droge gist voor het brouwen en toevoeg deze in de fles; Schud ten slotte het mengsel om het enzym en de gist volledig gemengd te maken met de reactievloeistof, Voor het verhogen van de ethanolproductie. Stel de temperatuur van de incu- bator in op 30°C en test de experimentele gegevens volgens een vooraf bepaalde tijd.

Materialen en werkwijze

Materialen

Plet de tungboombladeren met een slijpmachine om de kristal- lijne structuur van de cellulose te vernietigen en de kristallini- teit te verminderen. Het geplette cellulosepoeder heeft geen op- zwellende eigenschappen, en is klein van formaat, waardoor de sub- straatconcentratie toeneemt en de versuikeringsgraad verhoogt.

Cellulose enzymen: (51 FPU/ml, Novozymes Biotechnology Co.,

Ltd, Denmark).

Gist: Angel hoogactieve droge gist voor het brouwen wordt ge- selecteerd voor deze expperiment.

Detectiemethode

De ethanolconcentratie werd gemeten met behulp van Agilent gaschromatograaf (7090B} bij een oventemperatuur van 40°C, een in- jectiepoorttemperatuur van 250°C, een detectortemperatuur van 300°C, een druk van 10psi, een kolomdebiet van 2,396 ml/min, en een temperatuur van klepdoos van 44,1°C. De pH-waarde van de reac- tievloeistof wordt gemeten met behulp van pH-meter (PHSJ-6L,

Shanghai INESA Scientific Instruments Co., Ltd., China), de re- doxpotentiaal van de reactievloeistof wordt gemeten met behulp van redoxpotentiaalmeetinstrument (SX712, Shanghai Sanxzin Instrument

Factory, China) en de concentratie van reducerende suiker wordt gemeten bij OD540nm met behulp van een zichtbare spectrofotometer (721, Shanghai Metash Instrument Co., Ltd., China}.

Analyse van kinetische eigenschappen

Analyse van gasproductiekinetiek wordt uitgevoerd met behulp van de Gompertz-vergelijking. Met behulp van de Gompertz- vergelijking, wordt de geschikte analyse uitgevoerd voor het volu- me van gasproductie en wordt de gegevens gepresenteerd, zodat het uitdrukken van het maximale potentiële cumulatieve volume van gas- productie P, de maximale gasproductiesnelheid Rmax en de vertra- gingsperiode A in digitale vorm uitgedrukt kunnen worden.

Hitj= BX exp { gap 2 (&-t}+1 |} (1)

Vergelijking (2) is de afgeleide van de Gompertz-

vergelijking, en R(t) geeft de gasproductiesnelheid aan.

RE) = To yc np (ai HG ©)

De gemiddelde gasproductiesnelheid karakteriseert de gemid- delde gasproductiesnelheid over de gehele gasproductieperiode. a. =P 1

VOTES gg ee OV (3)

Zie tabel 1 voor de uitleg van de symbolen in de vergelijkin- gen.

Tabel 1 Symbolische annotatie van de vergelijkingen

Symbool Notitie

H Cumulatieve fotofermentatie waterstofproductie (mL)

P Maximale potentiële waterstofproductie (ml)

Rinax Maximale waterstofproductiesnelheid (mi/h)

A Vertragingsfase (h) t Tijd (h) e 2,718

R(t) Tijdsafhankelijke waterstofproductiesnelheid (mi/h)

Rover Gemiddelde waterstofproductiesnelheid (mi/h)

V Werkvolume van de bioreactor (ml) _ Resultaten en discussie:

Zoals weergegeven in figuur 1-3: Effecten van substraatcon- centratie op gaseigenschappen van bio-ethanol.

Het bioproductie van ethanol gaat gepaard met de productie van gasvormig koolstofdioxide in grote hoeveelheden. Figuur 1a laat zien dat de gasproductie een tendens laat zien van eerst toe- nemen en vervolgens afnemen in de loop van de tijd met de hoogste piek rond 12uur. Dit wijst erop dat bio-ethanol in deze periode op een piek was. Dit kan ook aangetoond worden door de verandering in ethanolconcentratie in figuur 3. Naarmate de substraatconcentratie toensemt, vertoont de productiesnelheid een voortdurende stijgende tendens. Wanneer de substraatconcentratie van Tungboombladeren 100g/1 is, is de maximale gasproductiesnelheid 38,5ml/h (12uur).

Dit hangt nauw samen met de substraatconcentratie.

Zoals weergegeven in figuur lb, vertoont de cumulatieve gas- productie een voortdurende stijgende tendens in de loop van de tijd. Met de toename van de substraatconcentratie vertoonde de cu- mulatieve gasproductie een voortdurende stijgende tendens. Wanneer de substraatconcentratie 100g/L is, is de maximale cumulatieve gasproductie 1201,5ml. Deze tendens is sterk vergelijkbaar met de fotosynthetische biogenese waterstofproductie van maïsstro: Beide worden eerst afgebroken van biomassa tot koolhydraten door micro- biële afbraak en vervolgens worden omgezet in doelproducten (wa- terstof of ethanol).

Zoals weergegeven in figuur 2: Effecten van substraatconcen- tratie op de eigenschappen van bio-ethanolvloeistoffen:

Figuur 2a toont het pH-veranderingsproces tijdens de biopro- ductie van ethanol uit tungboombladeren. De pH heeft in principe in de loop van de tijd een dalende tendens laten zien, omdat de gist de koolhydraten die uit de cellulase worden omgezet, in zuren omzet en ethanol produceert. Naarmate de concentratie van tung- boombladeren toeneemt, vertonen de pH-waarden een dalende tendens, wat aangeeft dat hogere substraatconcentraties meer vluchtige vet- zuurstoffen produceren (zie figuur 3). Net als bij de fotosynthe- tische biologische waterstofproductie, vertoont de pH-waarde van biologische ethanol een dalende tendens in de loop van de tijd;

Het verschil is echter dat de pH-waarde langzaam zal stijgen in het latere fase van waterstofproductie tijdens de fotosynthetische biologische waterstofproductie, omdat fotosynthetische bacteriën vluchtige vetzuren zullen gebruiken om waterstof om te zetten in het latere fase.

Figuur 2b toont de veranderingswet van redoxpotentiaal en substraatconcentratie in de loop van de tijd tijdens het biopro- ductieproces ethanol van tungboombladeren. Het redoxpotentieel toont een tendens van eerst afnemen en vervolgens toenemen in de loop van de tijd, en een stijgende tendens laten zien met de toe- name van de substraatconcentratie. Op het hoogtepunt van het mi- crobiële metabolisme vertoont het redoxpotentiaal een snelle de- lande tendens.

Figuur 2c toont de veranderingstendens van de reducerende suikerconcentratie tijdens het bioproductieproces ethanol van tungboombladeren. De concentratie van reducerende suikers vertoont een tendens van eerst toenemen en vervolgens afnemen in de loop van de tijd, en toont een voortdurende stijgende tendens naarmate de concentratie toeneemt. In het vroege fase van de bioproductie van ethanol, is de snelheid waarmee cellulase wordt omgezet om re- ducerende suiker te produceren groter dan de snelheid waarmee gist reducerende suiker afbreekt, dus het laat een stijgene tendens zien. Vervolgens afbreekt de gist de reducerende suiker snel tot oplosbare stoffen zoals ethanol. Het laat zien dat microbiële ac- tiviteit een vergelijkbare veranderingswet vertoont tijdens bio- chemische transformatie.

Zoals weergegeven in figuur 3: Effecten van substraatconcen- tratie op oplosbare stoffen van bio-ethanol.

Figuur 3 toont de veranderingstendens van oplosbare stoffen tijdens het bioproductieproces ethanol van tungboombladeren. De voornaamste bestanddeel van oplosbare metabolieten is ethanol, evenals kleine hoeveelheden azijnzuur en boterzuur. De ethanolcon- centratie vertoonde een voortdurende stijgende tendens in de loop van de tijd en met de voortdurende toename van de substraatconcen- tratie. Bij bij een substraatconcentratie van 100g/1, wordt er de maximale ethanolproductie van 6,18g/1 verkregen. Volgens de onder- zoekresultaten van Li et al., vertoonden ethanolconcentraties een voortdurende toename in de loop van de tijd, waarbij de maximale verkregen ethanolconcentratie 0,73g/1 was. Le et al. gebruikten een voorbehandeling van ammoniakwater om enzymatische versuikering en de bioproductie van ethanol van maïsstro te verhogen, en ver- kregen een maximale ethanolconcentratie van 14,59g/1. Verschillende ethanolconcentraties worden bepaald door verschillende substraten, micro-organismen en procesomstandigheden. Volgens de analyse van ethanolconcentratie omgezet per eenheid tungboombladeren, naarmate de substraatconcentratie van tungboombladeren toeneemt, vertoont de ethanolconcentratie verkregen per eenheid substraatconcentratie een tendens van eerst toenemen en vervolgens afnemen. De maximale productie verkregen bij 50g/1 is: 0,35g ethanol kan worden geéx- traheerd per gram tungboombladpoeder.

Effecten van substraatconcentratie op kinetische eigenschap-

pen van bio-ethanol (zie tabel 2):

Tabel 2 kinetische eigenschappen van bio-ethanol

Concentratie (g/L) Rn (ml/h) A{h) R? Prax (ML) 1,76 - 0,96623 35,51 25 7,78 0,98 0,99303 45,90 50 2,.98 5,01 0,99808 78,64 75 26,27 5,29 0,99614 477,85 100 36,15 3,56 0,99513 1208,27 ‘Met behulp van kinetische vergelijkingen kunnen de gasproduc- tiesnelheid en de vertragingsperiode van bio-ethanol worden bere- 5 kend en kan de maximale cumulatieve gasproductie worden voorspeld.

Dit is van groot belang voor de wetenschappelijk inzichten van de bioproductie van ethanol. Tabel 2 toont de kinetische parameters voor de bioproductie van ethanol: met de toename van de substraat- concentratie van de tungboombladeren: De gasproductiesnelheid een voortdurende stijgende tendens. Naarmate de substraatconcentratie toeneemt, neemt de maximale gasproductie voortdurend toe. Wanneer de substraatconcentratie 1009/1 is, wordt de maximale cumulatieve gasproductie van 1208,27ml verkregen. Als de correlatiecoëfficiënt voor alle experimentele groepen groter is dan 0,9, geeft dit aan dat de Gompertz-vergelijking een goed passend effect heeft op bio- ethanol.

Kortom, de bioproductie van ethanol uit tungboombladeren heeft goede vooruitzichten voor de ontwikkeling. Hoe hoger de toe- name van de substraatconcentratie van tungboombladeren, hoe hoger de concentratie van bio-ethanol, maar de productie vertoonde een tendens van eerst toenemen en vervolgens afnemen. Wanneer de con- centratie van tungboombladeren 509/1l is, wordt er een maximale productie van 0,35g/1 verkregen. Met de vooruitgang van bioproduc- tie van ethanol, vertoonde de pH-waarde van de fermentatiebouillon in feite een voortdurende stijgende tendens, het redoxpotentieel vertoonde een tendens van eerst afnemen en vervolgens toenemen, terwijl de reducerende suikerconcentratie een tendens liet zien van eerst toenemen en vervolgens afnemen. De experimentele resul- taten bieden een theoretische en technische basis voor de bio- transformatie van tungboombladeren.

Elke uitvoeringsgeval in deze handleiding wordt op een pro- gressieve manier beschreven. Voor elke uitvoeringsgeval wordt de nadruk gelegd op de verschillen met andere uitvoeringsgevallen, terwijl dezelfde of vergelijkbare delen tussen elke uitvoeringsge- val kunnen naar elkaar verwijzen. Voor de apparaten vermeld in de uitvoeringsgevallen, worden relatief eenvoudig beschreven, omdat deze overeenkomt met de methode die in de uitvoeringsgevallen.

Voor gerelateerde punten, verwijzen wij u naar de toelichtingen bij de methodesectie.

Volgens de bovenstaande beschrijving van de openbare uitvoe- ringsgevallen kunnen professionals in deze veld de uitvinding uit- voeren of gebruiken. Voor professionals in deze veld, zijn meedere aanpassingen aan deze uitvoeringsvormen zeer eenvoudig uit te voe- ren. De algemene principes die hierin worden gedefinieerd, kunnen in andere uitvoeringsgevallen uitgevoerd worden zonder afwijking van de geest of reikwijdte van de uitvinding. Dienovereenkomstig zal de uitvinding niet beperkt zijn tot deze uitvoeringsgevallen die hierin worden getoond, maar zal voldoen aan het breedste be- reik dat consistent is met de principes en nieuwe kenmerken die hierin worden vermeld.

Claims (5)

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: 1) Pletten: Plet de tungboombladeren in poedervorm met een slijp- machine om tungboombladpoeder te maken voor back-up; 2)Mengen: Weeg een vaste hoeveelheid van het in stap 1 bereide tungboombladpoeder af en giet het in een erlenmeyer en weeg vervolgens een vaste hoeveelheid gedestilleerd water en giet het in de erlenmeyer, en ten slotte meng het gelijkmatig met het tungboombladpoeder om mensel te maken voor back-up; 3)Eindproduct: Weeg cellulase nauwkeurig volgens de verhouding cellulase en tungboombladpoeder 0,4:1, en voeg het toe aan de erlenmeyer; weeg vervolgens een vaste hoeveelheid van gist en voeg deze toe aan de Erlenmeyer; en schud ten slotte goed, zodat de cellulase en gist goed gemengd zijn met het mengsel om ethanol te verkrijgen.

2. Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren met het kenmerk dat de massa van het tungboombladpoeder 1-20g is, bij voorkeur 1g, 5g, 10g, 15g of 20g.

3. Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren met het kenmerk dat het volume van het gedestilleerde water 200ml is.

4. Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren met het kenmerk dat de massa van de gist 0,5g is.

5. Werkwijze voor bioproductie van ethanol uit tungboombladeren met het kenmerk dat de gist een hoogactieve droge gist voor het brouwen is.