CC BY
11ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 663.531.4
СРАВНЕНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЭТАНОЛА ПЕРВОГО И ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ НА КУКУРУЗНОМ ПОЧАТКЕ И КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЕ
Рахматов Оардор Шавкат угли,
Казанский (Приволжский) федеральный университет,
магистрант.
Rakhmatov2602@mail.ru
Тулибаев Азимжон Нематжонович,
Казанский (Приволжский) федеральный университет,
магистрант.
TuUbae777@gmail.com
Додоев Каноат Истамович,
Казанский (Приволжский) федеральный университет,
магистрант.
Научный руководитель: Кемалов Руслан Алимович
Казанский (Приволжский) федеральный университет,
к.т.н доцент.
Аннотация
В данной статье приведены сравнения получения биоэтанола первого второго поколения на кукурузном початке и кукурузной соломе. В заключении работы были получены выходы этанола у кукурузного початка больше на 47%, тем не менее, в производстве этанола первого поколения все еще присутствуют различные проблемы, такие как проблемы с продуктами питания и топливом, использование земельных и водных ресурсов и возможное загрязнение почв остатками дистилляции. Говоря о преимуществах получения биоэтанола можно сказать что выход этанола намного выше но у него есть масса недостатков которые затрагивают тему экологичности и мировая проблема нехватки продовольствия и голод является весомым недостатком так как получение биоэтанола первого поколения сокращают мировые продовольствия и могут влиять на обще мировые запасы продовольствия.
Ключевые слова: биоэтанол, кукурузный початок, кукурузная солома, ферментация, автогидролиз, культивирование.
COMPARISON OF FIRST AND SECOND GENERATION BIOETHANOL PRODUCTION ON CORN COB AND CORN STRAW
Rakhmatov Sardor Shavkat ugli,
Kazan (Volga Region) Federal University,
undergraduate, @Rakh.matov2602@mail.ru
Tulibaev Azimjon Nematzhonovich,
Kazan (Volga Region) Federal University,
undergraduate, Tulibaye777@gmail.com
Dodoev Kanoat Istamovich
Kazan (Volga Region) Federal University
undergraduate
Scientific adviser: Kemalov Ruslan Alimovich
Kazan (Volga Region) Federal University Ph..D. Associate Professor
Abstract
This article compares the production of bioethanol of the first second generation on corn cob and corn straw. At the conclusion of the work, yields of ethanol from the corncob were increased by 47%, however, there are still various problems in the production of first generation ethanol, such as problems with food and fuel, the use of land and water resources, and possible soil contamination from distillation residues. Speaking about the advantages of obtaining bioethanol, we can say that the yield of ethanol is much higher, but it has a lot of disadvantages that affect the topic of environmental friendliness and the global problem of food shortage and hunger is a significant disadvantage, since obtaining first-generation bioethanol reduces the world's food supply and can affect the global food supply.
Keywords: bioethanol, corn cob, corn straw, fermentation, autohydrolysis, cultivation.
Введение
Транспортная отрасль является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов (ПГ) во многих развитых странах [1]. Ископаемые виды топлива, главным образом бензин, являются главными факторами разрушительных выбросов парниковых газов. Резкое воздействие на окружающую среду напрямую связано с глобальной антропогенной деятельностью, результатом которой стало повышение температуры Земли за последние пять десятилетий [2]. Еще одной проблемой является энергетическая безопасность, поскольку ископаемое топливо не возобновляемо в масштабах человеческого времени, а потребность в альтернативных и чистых источниках энергии повсеместна во всем мире. Среди различных предлагаемых решений биотопливо является одним из наиболее известных и наиболее реализуемых решений, особенно в транспортной отрасли, из-за жидкой природы биоэтанола.
В настоящее время биоэтанол смешивают с бензином в различных соотношениях по всему миру для решения проблем энергетической безопасности и устойчивости [1]. Как правило, биоэтанол производится из сырья на основе сахара (сок сахарного тростника) или крахмала (зерна,кукурузы) и так же из виноградных выжимок (жмыха и т.д.) и вдобавок
из твердых бытовых отходов (ТБО)[3]. В этой работе будут приведены методы получения биоэтанола из различного сырья.
Биоэтанол первого поколения (Ю) является одним из наиболее часто используемых видов жидкого биотоплива в транспортной отрасли. Он производится с использованием сырья на основе сахара или крахмала, тогда как биоэтанол второго поколения (2G) производится с использованием лигноцеллюлозного сырья.[4]
Превращение сахара в этанол осуществляется главным образом дрожжами Saccharomyces cerevisiae, что может быть представлено следующим химическим уравнением:
С6Н12О6 - 2 С2Н5ОН + 2 СО2
Однако расщепление крахмала на простые сахара требуется в случае исходного сырья на основе крахмала:
(сбн1о05) П + п н2° - п СбН120б
В любой данной лигноцеллюлозной биомассе содержание целлюлозы может составлять 40-60%, содержание гемицеллюлозы может составлять 10-40%, а содержание лигнина может составлять 15-30% [5].
Получение биоэтанола на кукурузном початке
Получение биоэтанола из кукурузного початка: Кукурузный початок является потенциальным сырьем для биоперерабатывающих заводов по производству целлюлозного этанола и других химических веществ.
Кукурузный початок представляет собой сельскохозяйственный остаток кукурузы, и ежегодно во всем мире производится около 164 миллионов тонн кукурузы. Содержание целлюлозы, геми-целлюлозы и лигнина может достигать
36%, 38% и 21% соответственно [6,7]. Большой объем при низкой стоимости делает кукурузный початок очень перспективным возобновляемым ресурсом.
При использовании лигноцеллюлозы для производства биоэтанола основным препятствием становится природная неподатливость клеточной стенки растений. В первую очередь это связано с тем, что лигнин, гемицеллюлоза и целлюлоза неразрывно связаны с выполнением своей биологической функции в качестве опоры для растений, но это также затрудняет их расщепление ферментами или микробами [8]. Предварительная обработка является важным шагом в снижении неподатливости лигноцеллюло-зы и улучшении ее усвояемости [9,10].
Кукурузный початок, использованный в этом исследовании, был получен из Ля-ньюньгана, провинция Цзянсу, и измельчен до размера 5-10 мм с помощью мельницы. Кукурузный початок содержал 30,11 ± 0,65% глюкана, 29,41 ± 0,32% кси-лана, 20,25 ± 3,85% клазон-лигнина и 1,34 ± 0,37% золы (в пересчете на сухую массу) [11]. Целлюлазу (87,3 мг белка/мл) использовали для гидролиза предварительно обработанного кукурузного початка.
Предварительная обработка кукурузных початков происходил путем уплотнения биомассы серной кислотой [12].
Чтобы проверить влияние различных условий предварительной обработки, ги-дролизовали в бутылях на 20 мл при 3% (мас./мас.) загрузке твердого вещества, 50°С, 250 об/мин, рН 4,8 в течение 24
часов. Ферментативный гидролиз с высоким содержанием твердых веществ (25-35%) проводили во встряхиваемых колбах на 250 мл в течение 72 часов. Содержание фермента составляло 15 мг белка/г глюкана [12]. Для ферментативного гидролиза с содержанием твердых веществ 32% и 35% 66,6% и 33,4% DLCA(sa)-CC и целлюлазы добавляли в 0 ч и 6 ч соответственно, чтобы избежать высокой систематической вязкости и низкого содержания свободной воды, вызванных добавлением общего биомассы в систему за один раз. Было проведено три параллельных испытания, и через определенные промежутки времени были взяты образцы для определения концентрации сахара с помощью ВЭЖХ. Полученный гидролизат использовали для последующей ферментации и анализа.
Добавление гидроксида кальция к ги-дролизатам для повышения рН до 5,8, а также питательные вещества пептона и дрожжевого экстракта были добавлены в гидролизат перед ферментацией в дозах 10 г/л и 5 г/л соответственно. S. Cerevisiae CRD5HS, ферментирующие ксилозу дрожжи, сконструированные нашей лабораторией, использовали для ферментации этанола при исходной оптической плотности 600, равной 2,0. Ферментацию проводили при 30°С, 150 об/мин в течение 72 часов.
Одновременное осахаривание и кофер-ментация: SSCF проводили при содержании твердых веществ 25%, 30%, 32% и 35% (масс./масс.) во встряхиваемых колбах на 250 мл для дальнейшего исследования усвояемости и ферментируемо-сти DLCA(sa)-CC. Используя тот же метод
ферментативного гидролиза, и условия ферментации, SSCF начинали путем инокуляции семян S. Cerevisiae CRD5HS после 12-часового предварительного гидролиза, и рН доводили до 5,5. SSCF при высоком содержании твердых веществ 37% и 40% проводили с дозировкой фермента 20 мг белка/г глюкана, а начальный объем ино-кулята увеличивали до OD600, равной 4,0. Время предварительного гидролиза увеличилось на 18 часов, и DLCA(sa)-CC добавляли порциями через 0, 4, 8 и 12 часов (50%, 20%, 15% и 15%). , соответственно). Измерение гемоцитометром использовалось для измерения общего количества клеток во время ферментации, а живые клетки измерялись методом окрашивания метиленовым синим [13].
Получение биоэтанола из кукурузной соломы: Принимая это во внимание, кукуруза (Zea mays L.) считается одной из самых примечательных культур благодаря ее высокому производству во всем мире [14,15]. Кроме того, данные о производстве зерна и растительных остатков (кукурузная солома) подтверждают, что производится одинаковое количество каждого из них [16] Кукурузная солома в качестве сельскохозяйственных отходов является одним из наиболее распространенных возобновляемых видов лигноцеллюлозы и широко изучается для производства биоэтанола. Кукурузная солома обычно содержит 30-35 % целлюлозы, 19-22 % гемицеллюлозы и 18-22 % лигнина [17].
Кукурузную солому собирали на месте (Бола, Оренсе, Северо-Западная Испания) и измельчали до размера частиц менее 8
мм. Высушенную на воздухе партию гомогенизировали и хранили в темном, сухом и прохладном месте до использования.
Анализ химического состава был выполнен в соответствии с процедурами Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) для определения полисахаридов путем количественного кислотного гидролиза с использованием 72% масс. серной кислоты, влаги, золы и экстрактивных веществ [18]. Твердую нерастворимую фракцию после количественного кислотного гидролиза определяли как лигнин Клаксона, а жидкую фракцию подвергали жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) для определения моносахаридов и определения уксусной кислоты с использованием колонки Agilent HPLC Aminex HPX-87H при 60 °C с подвижная фаза 0,01 М H2SO4при скорости потока 0,6 мл/мин с использованием детектора показателя преломления при 40 °С.
Автогидролиз в неизотермическом режиме проводили в реакторе высокого давления объемом 3,75 л (модель 4551, Parr Instruments Company, Moline, IL, USA). Он был снабжен термопарой для измерения температуры, перемешивался четырехлопастными турбинными колесами (150 об/мин), обогревался внешней тканевой обшивкой и охлаждался водой, протекающей по внутреннему контуру из нержавеющей стали. Соотношение жидкость-твердое вещество (LSR) было установлено на уровне 9 г воды/г сухой кукурузной соломы[19].
После достижения заданной температуры реактор охлаждали до комнатной
температуры и предварительно обработанную смесь фильтровали для разделения твердой фракции и жидкости автогидролиза. Твердую фракцию промывали и подвергали гравиметрическому определению для расчета выхода твердого вещества (SY). Что касается химического состава, предварительно обработанную кукурузную солому сушили на воздухе и измельчали до размера частиц менее 0,5 мм для процедуры количественного кислотного гидролиза. Жидкую фракцию использовали для определения нелетучих соединений (№УС), прямого анализа ВЭЖХ для идентификации мономерных сахаров и количественного кислотного постгидролиза с 4% масс./масс. Н^04. (121°С, 20 мин) для анализа определения олигомерного сахара с помощью ВЭЖХ (путем вычитания содержания сахара в прямом анализе с помощью ВЭЖХ из содержания сахара после гидролиза).
ты были любезно предоставлены компанией Novozymes (Мадрид, Испания). Цел-люлазную активность СеПис^! 1,5 л (из Trichoderma reesei) определяли с помощью анализа на фильтровальной бумаге и выражали в единицах фильтровальной бумаги [22] со значением 70 FPU/мл. Бе-та-глюкозидазная активность препарата Новозайм 188 измерялась в международ-ныхединицахсозначением630 МЕ/мл[23]. Культивирование дрожжей и подготовка инокулята происходит методом Штамма Saccharomyces cerevisiae СЕСТ-1170, полученный из Испанской коллекции типовых культур в Валенсии (Испания). Выращивали в среде, содержащей глюкозу (10 г/л), пептон (5 г/л), дрожжевой экстракт (3 г/л), и солодовый экстракт (3 г/л) на 24 ч при 32°С. После выращивания дрожжей клетки инокулировали для получения концентрации 1,5 г/л в анализах ферментации.
Анализы ферментативного гидролиза (ЭГ) проводили с целью изучения доступности ферментов (целлюлазы и целлобиазы) к целлюлозе твердых фракций. Используемые условия были следующими: температура 48,5 °C, pH 4,85 (с использованием 0,05 N буфера лимонной кислоты и цитрата натрия), перемешивание 150 об/мин, LSR 25 г/г, отношение целлюлазы к субстрату (CSR) 25 единиц фильтровальной бумаги (FPU)/t субстрата и отношение целлюлазы к целлобиазе (CCR) 5 IU/FPU. Эти условия были выбраны в соответствии с предыдущими исследованиями [20,21]. Анализы EH проводили в течение 72 часов в двух экземплярах и анализировали с помощью ВЭЖХ для измерения уровня глюкозы. Коммерческие фермен-
Автогидролизованные кукурузные соломы использовали в качестве субстрата для экспериментов по одновременному осахариванию и ферментации (SSF) с использованием либо воды, либо жидкости (при различном процентном содержании жидкости). Для анализа ферментации цельной суспензии предварительно обработанные кукурузные соломы не промывали, сохраняя жидкую фазу, в то время как для других экспериментов (процентное содержание жидкости 0-75%) авто-гидролизованные кукурузные соломы промывали водой, а затем смешивали с щелока в заданных условиях и с учетом влажности твердой фракции. В связи с этим были изучены различные схемы: использование автогидролизованных куку-
рузных соломы в смеси с водой (процент раствор-вода 0%) или при различных соотношениях раствор-вода 25%, 50%, 75% и 100%. представлена блок-схема предлагаемых схем на рис. 1. Используемые условия были следующими: температура: 35°C, перемешивание: 120 об/мин, LSR: 6 г/г, отношение целлюлазы к субстрату (CSR): 15 FPU/г субстрата и отношение целлюлазы к целлобиазе (CCR) из 5 МЕ/ FPU с использованием тех же ферментов, что и в анализах ферментативного гидролиза. Колбы, содержащие автогидро-лизат кукурузной соломы и щелок-вода
(в необходимых количествах), и бутыль с завинчивающейся крышкой из пирек-са с питательными веществами (для получения конечной концентрации в анализах 5 г/л пептона, 3 г/л дрожжевого экстракта и 3 г/л солодового экстракта) автоклавировали в течение 15 мин при 121°^ Анализы SSF проводили в двух экземплярах. Образцы отбирали в желаемое время и центрифугировали, а надоса-дочную жидкость фильтровали и анализировали с помощью ВЭЖХ для определения содержания глюкозы и этанола.
Рисунок 1. Стратегии процесса конфигурации, использованные в данной работе для производства этанола из кукурузной соломы с использованием в качестве жидкой фазы для одновременной стадии осахаривания и ферментации: (а) вода (0% щелока), (б) смесь щелока и воды (25%, 50% и 75% щелока) и (с) щелока (100 %) в способе с
цельной суспензией.
Получение биоэтанола на кукурузном початке
Ферментативный гидролиз DLCA(sa)-CC кукурузного початка исследовали при содержании твердых веществ 25%, 30%, 32% и 35%. Как показано на рис 2, ферментативный гидролиз DLCA(sa)-CC способствовал высокому выходу сахара, и концентрация сахаров увеличивалась с увеличением содержания твердых веществ. Самые высокие концентрации глюкозы, ксилозы и общего сахара достигали 115,23 г/л, 86,1 г/л и 201,3 г/л, соответственно, при 35% твердой нагрузке, что указывало на то, что DLCA(sa)-СС обладает хорошей усвояемостью.
Более того, концентрация ксилозы через 12 часов достигала 80-85% от концентрации после 72-часового гидролиза во всех сценариях, что, вероятно, связано с тем, что большая часть кси-лана уже разлагалась в ксилозу во время предварительной обработки [24].
Например, при загрузке твердым веществом 35% концентрация ксилозы составила 79,53 г/л через 12 часов, что составляет 85,4 % от концентрации через 72 часа (86,11 г/л) (рис. 2).
Рис.2 Ферментативный гидролиз DLCA(sa)-CC при 25 % (А), 30 % (В), 32 % (С) и 35 %
^) содержания твердых веществ и конверсия сахара при различном содержании твердых веществ (Е). Ферментативный гидролиз проводили при 50°С, 250 об/мин и рН 4,8 с дозировкой фермента 15 мг белка/г глюкана.
Эффективность ферментации является ключевым критерием для определения того, можно ли использовать DLCA(sa)-CC в больших масштабах для производства биоэтанола. Вышеупомянутые гидролизаты с различным содержанием твердых веществ ферментировали с S. Cerevisiae CRD5HS.
Гидролизаты при всех нагрузках твердых веществ успешно ферментировались, при этом выход этанола увеличивался с увеличением содержания твердых веществ (рис.3). Выход этанола при 30%-ной загрузке твердым веществом увеличился на 10,8% по сравнению с 25%-й загрузкой твердого вещества. В то время как уве-
личение титра этанола составило только 0,7%, когда загрузка твердого вещества увеличилась с 32% до 35%. Также стоит отметить, что скорость продукции биоэтанола была высокой впервые 12 ч из-за быстрой утилизации штаммом глюкозы. Производительность снижалась с увеличением содержания твердых частиц. Например, через 12 ч выход этанола также составлял 41,7 г/л при содержании твердых веществ 25%, и снижался до 35,1 г/л при содержании твердых веществ 35%. Это может быть связано с увеличением содержания ингибиторов, вязкости и ос-мосности при более высоком содержании твердых веществ, что привело к большему ингибированию дрожжей и более медленному использованию сахара [25].
Рис 3. Ферментация этанола в гидролизатах DLCA(sa)-CC при 25% (А), 30% (В), 32% (С) и 35% ^) загрузки твердъх веществ. S. Cerevisiae CRD5HS (исходная оптическая плотность 600 = 2) использовали для ферментации при рН 5,5, 30 °С, 150 об/мин в
течение 72 часов.
Глюкоза полностью потреблялась S. cerevisiae в течение 24 часов.CRD5HS для всех гидролизатов, в то время как потребление ксилозы снижалось по мере увеличения нагрузки твердыми веществами, вероятно, из-за факторов, упомянутых выше, и увеличения титра этанола. Например, ксилоза была полностью израсходована при 25%-ной загрузке по твердым веществам, в то время как в ферментационном бульоне оставалось 27,1 г/л при 35%-ной загрузке по твердым веществам после 72-часовой ферментации. Тем не менее, все ферментации проходили достаточно хорошо, а концентрация этанола при 35% твердой загрузке достигала 75,7 г/л. Редко можно увидеть успешную ферментацию гидролизатов при высоком содержании твердых веществ в непромытой и недетоксицированной предварительно обработанной биомассе. В литературе большинство исследований по производству этанола из кукурузных початков проводились при относительно низком содержании твердых веществ (3-20%) и приводили к относительно низким выходам этанола [26,27,28]. Например, Ю и соавт. получили концентрации этанола 42,46 г/л и 53,24 г/л с помощью SHCF и SSCF, соответственно, на кукурузном початке путем применения щелочной предварительной обработки [29]. Как описано выше, несмотря на высокие титры этанола, достигаемые с помощью SHCF DLCA(sa)-CC, значительное количество ксилозы оставалось при высоких нагрузках по твердым веществам. По сравнению с SHCF, SSCF предлагает преимущества более короткого времени процесса, меньшего ингибирования суб-
страта, более высокой конверсии сахара и более низкого риска загрязнения [30]. Поэтому SSCF применяли путем предварительного гидролиза DLCA(sa)-CC в течение 12 ч, а затем инициировали ферментацию путем инокуляции дрожжей. Потребление ксилозы во время SSCF было улучшено по сравнению с SHCF, при этом ксилоза почти полностью потреблялась при содержании твердых веществ 25%, 30% и 32%. Остаточная концентрация ксилозы при 35%-ной загрузке твердым веществом также снизилась до 8,71 г/л . В результате титры этанола при содержании твердых веществ 30%, 32% и 35% повысились с 73,52 г/л, 75,18 г/л и 75,71 г/л SHCF до 74,03 г/л, 78,14 г/л и 81,99 г/л соответственно [31]. Результаты исследования кукурузной соломы: Использование щелочи в различных пропорциях (100 %, 75 %, 50 %, 25 %) и использование воды (0 % щелока) в качестве жидкой фазы для процессов SSF. Кроме того, принимая во внимание результаты предыдущего ферментативного гидролиза, субстраты с температурой 200°С отбрасывали для последующей стадии ферментации из-за их низкой ферментативной чувствительности по сравнению с другими. Так, твердые фракции автогидролиза с температурами 210, 220, 230 и 240 °С были подвергнуты SSF в промышленных условиях с высокой нагрузкой по твердым веществам (LSR = 6г/г, CSR = 15FPU/^ CCR = 5). (UI/FPU), которые позволяют производить этанол высокой концентрации, снижая затраты на выпаривание [32]. Кроме того, была выбрана температура коммутации 35 °C, оптимальная для фермента (48,5°C) и дрожжей (32°C).
Рис 4. Динамика концентрации этанола (г/л) во времени в анализах одновременного осахаривания и ферментации (SSF) автогидролизованной кукурузной соломы при (а) 210, (б) 220, (в) 230 и (г) 240°С. Г и ЭТ соответствуют концентрации глюкозы и этанола соответственно, тогда как 100, 75, 50, 25 и 0 отражают содержание жидкости (%) в жидкой фазе, используемой для SSF.
В целом во всех экспериментах были достигнуты концентрации от 32 до 42 г этанола/л, за исключением SSF, проведенного с использованием твердого вещества, предварительно обработанного при 240 °С, и со 100% и 75% жидкости, что не привело к к производству этанола, вероятно, из-за большого количества ин-гибирующих соединений в растворе автогидролиза, таких как уксусная кислота (5,18 г/л), гидроксиметилфурфурол (0,65 г/л) или фурфурол (1,63 г/л), которые ин-гибируют рост дрожжей.[33,34]. Подводя итог, можно сказать, что конверсия этанола около 70% была достигнута в наилучших условиях ССЖ из автогидролиза
при 210, 220 и 240°С, тогда как конверсия около 80% была достигнута в ССФ из автогидролиза при 230°С при использовании процент спирта 100%. Кроме того, 40 г/л этанола является предполагаемой целевой концентрацией этанола для коммерческого производства биоэтанола второго поколения [33], а анализы SSF из автогидролизованной кукурузной соломы достигли значений, близких к этой рекомендации и превышающих ее. Кроме того, при использовании ксилозы и кси-лоолигосахаридов для производства биотоплива концентрация может возрасти до 7,6 г/л из гемицеллюлозного этанола автогидролизата щелока при 210 и 220°С.
Заключение
Подводя итог между получением биоэтанола первого и второго поколения на кукурузном початке и кукурузной соломе можно сделать вывод что как, и ожидалось выход этанола у кукурузного початка больше по сравнению с выходом этанола у кукурузной соломы. Выход этанола у кукурузного початка был больше на 47%, тем не менее, в производстве этанола первого поколения все еще присутствуют различные проблемы, такие как проблемы с продуктами питания и топливом, использование земельных и водных ресурсов и возможное загрязнение почв остатками дистилляции [35]. Говоря о преимуществах получения биоэтанола можно сказать что выход этанола намного выше но у него есть масса
недостатков которые затрагивают тему экологичности и мировая проблема нехватки продовольствия и голод является весомым недостатком так как получение биоэтанола первого поколения сокращают мировые продовольствия и могут влиять на обще мировые запасы продовольствия. В последнее время этанол второго поколения (2G) привлек внимание исследователей из-за его способности сокращать выбросы парниковых газов и наличия более экологичного сырья.
Согласно опубликованному отчету, в то время как этанол Ю может снизить выбросы парниковых газов на 39-52% по сравнению с бензином, этанол 2G может дополнительно снизить выбросы на 86% [36].
Список использованных источников:
1. Aui, A.; Wang, Y.; Mba-Wright, M. Evaluating the economic feasibility of cellulosic ethanol production: a meta-analysis of feasibility studies. Extend. Support. Energy Rev. 2021, 145, 111098.
2. Miklauch P.; Woshank, M. A system of measures to reduce greenhouse gas emissions in freight transport: a systematic review of the literature from a manufacturer's point of view. J. Pure. Prod. 2022, 366, 132883.
3. Hoang, T.-D.; Ngiem, N. Recent developments and current state of commercial ethanol fuel production. Fermentation 2021, 7, 314
4. Iram, A.; Cekmedelioglu, D.; Demirchi, A. Integration of 1G bioethanol production with 2G using dried extract of alcohols with soluble additives (DDGS) as feedstock for the production of lignocellulolytic enzymes. Fermentation 2022, 8, 705. https://doi. org/10.3390/fermentation8120705
5. Wu, H.; Luo, N.; Xie, S.; Zhang, H.; Zhang, W.; Wang, F.; Wang, Yu. Photocatalytic transformations of lignocellulosic biomass into chemicals. chem. social 2020, 49, 61986223.
6. Dominguez-Gomez, CX; Nochebuena-Morando, LE; Aguilar-Uskanga, M. G.; Lopez-Zamora, L. Statistical optimization of dilute acid and alkaline H2O2 pretreatment using surface and tween 80 reaction methodology for sensing corncob enzymatic hydrolysis. Biomass conversion. Biorefin. 2021
7. Takada, M.; Niu, R.; Minami, E.; Saka, S. Characterization of three fractions of maize cob tissue. Biomass Bioenergy 2018, 115, 130-135
8. Morales, A.; Gullon, B.; Davila, I.; Eibes, G.; Labidi, J.; Gullon, P. Optimization of alkaline pre-treatment for the co-production of biopolymer lignin and bioethanol from chestnut shells using the use of biorefining. Ind. Cultures Prod. 2018, 124, 582-592.
9. Hoang, T.-D.; Ngiem, N. Recent developments and industrial status of fuel ethanol production. Fermentation 2021, 7, 314.
10. Dimos, K.; Paskhos, T.; Luludi, A.; Kalogiannis, K. G.; Lappas, A. A.; Papayanakos, N.; Kekos, D.; Mama D. Using different pre-treatment methods for the production of bioethanol from cotton stalks Fermentation 2019, 5, 5.
11. Sluter, A.; Haymes, B.; Ruiz, R.; Scarlata, K.; Sluter, J.; Templeton, D.; Crocker, DLAP Structure determination of cholesterol and lignin in biomass; Technical report; National Energy Source Emissions Laboratory: Golden, Colorado, USA, 2012
12. Liu, S.; Yu, Yu.; Xu, Z.; Chen, S.; Shen, G.; Yuan, X.; Dan, W.; Shen, W.; Jan, S.; Zhang, K.; Chen, H.; Jean, M. Efficient corn cob biorefining for ethanol initiated by novel sulfuric acid pretreatment of densifying lignocellulosic biomass. Fermentation 2022, 8, 661. https://doi.org/10.3390/fermentation8110661
13. Lam, F. H.; Gaderi, A.; Fink, G. R.; Stephanopoulos, G. Engineered Alcohol Tolerance in Yeast. Science 2014, 346, 71-75
14. Tanji, L.N.; Mutengwa, K.S. Evaluation of maize (Zea mays L.) yield in acreage: Appropriate methods. Agronomy 2020, 10, 29.
15. Lopez-Malvar, A.; Jemel, A.; Santiago, R.; Revilla, P. Assessing maize populations in Algeria for saccharification and carbohydrate values. Agronomy 2020, 10, 646.
16. Momayes, F.; Karimi, K.; Tagerzade, M.J. Energy recovery from industrial crop waste from dry anaerobic digestion: a review. ind. harvest. Prod. 2019, 129, 673-687
17. Yuan, W.; Gong, Z.; Wang, G.; Zhou, W.; Liu, Y.; Wang, H.; Zhao, M. Alkaline organo-solvent pretreatment of corn stover to detect enzymatic digestibility. Bioresource. Technol. 2018, 265, 464-470.
18. Sluter, A.; Ruiz, R.; Scarlata, K.; Sluter, J.; Templeton, D. Detection of extractive inclusions in biomass. Laboratory Analytical Procedure (LAP). Natl. Extend. Energy laboratory. 2008, 1-9.
19. Lavoie, J. M.; Chapek-Menar, E.; Gauvin, H.; Schornet, E. Production of cellulose from natural cultures of Salix viminalis using the FIRSST process. Bioresource. Technol. 2010, 101, 4940-4946.
20. Buruiana, Connecticut; Vizirianu, K.; Garrote, G.; Paraho, J.K. Optimization of a corn stover biorefinery for the co-production of oligomers and second generation bioethanol using non-isothermal autohydrolysis. ind. harvest. Prod. 2014, 54, 32-39.
21. Barros-Rios, J.; Romani, A.; Peleteiro, S.; Garrote, G.; Ordaz, B. Second generation bioethanol from prior hydrothermally treated straw biomass from maize genotypes. Biomass Bioenergy 2016, 90, 42-49
22. Ghosh, T.K. Measurement of cellulase activity. Pure application of chem. 1987, 59, 695-702.
23. Paco, Prime Minister; Thonart, P. Hydrolyse enzymatique de la ceilulose régénérée. Holzforschung 1982, 36, 177-181.
24. Yuan, X.; Chen, X.; Shen, G.; Chen, S.; Yu, J.; Zhai, R.; Xu, Z.; Jean, M. Compaction of lignocellulosic biomass with sulfuric acid provides a durable feedstock with high digestibility and high fermentability for the production of cellulosic ethanol. Extend. Energy 2022, 182, 377-389.
25. Roberts, K.M.; Lavenson, MD; Tozzi, E. J.; McCarthy, MJ; Geo, T. Effect of water interaction in cellulose suspensions on mass transfer and saccharification efficiency at high solids. Cellulose 2011, 18, 759-773.
26. Gupta, R.; Mehta, G.; Kuhad, RC Fermentation of pentose and hexose sugars from corn cob, a cheap raw material, into ethanol. Biomass Bioenergy 2012, 47, 334-341
27. Selvakumar, P.; Adane, A.; Celalem, T.; Hunegnau, B.; Kartik, V.; Kavita, S.; Jayakumar, M.; Carmegam, N.; Govartanan, M.; Kim, W. Optimization of pretreatment of corn cob biomass with binary acids to increase cellulose recovery for bioethanol production. Fuel 2022, 321, 124060.
28. Sunkar, B.; Bhukya, B. Biphasic hydrolysis of corn cobs for total sugar recovery and ethanol production using inhibitor-tolerant and heat-tolerant yeast, Pichia kudriavzevii. Biomass Bioenergy 2021, 153, 106033.
29. Yu, H.; Go, J.; Chen, Yu.; Fu, G.; Lee, B.; Guo, X.; Xiao, D. Efficient use of hemicellulose and cellulose in alkaline pretreated corn cobs for bioethanol production at high solids concentration Spathaspora passalidarum U1-58. Bioresource. Technol. 2017, 232, 168175.
30. Ismail, KSK; Matano, Y.; Sakihama, Y.; Inokuma, K.; Nambu, Y.; Hasunuma, T.; Kondo, A. Pretreatment of extruded Napier grass by a hydrothermal process with dilute sulfuric acid and fermentation using cellulose hydrolyzing and xylose assimilating yeast to produce ethanol. Bioresource. Technol. 2022, 343, 126071.
31. Romani, A.; Ruiz, H.A.; Pereira, FB; Teixeira, J. A.; Dominguez, L. An Integrated Approach to Efficient Bioethanol Production Using Whole Suspension of Autohydrolyzed Eucalyptus Globulus Wood at High Solids Loads. Fuel 2014, 135, 482-491.
32. Hafid, HS; Nor Aini, AR; Mokhtar, Minnesota; Talib, AT; Baharuddin, A.S.; Umi Kalsom, M.S. Overproduction of fermentable sugar for bioethanol production from carbohydrate-rich Malaysian food waste through sequential acid-enzymatic hydrolysis pretreatment. Waste management. 2017, 67, 95-105.
33. Pereira, FB; Romani, A.; Ruiz, H.A.; Teixeira, J. A.; Dominguez, L. Industrial resistant yeast isolates with great potential for lignocellulosic biomass fermentation. Bioresource. Technol. 2014, 161, 192-199.
34. Koh, J. K.; Um, Y.; Wu, HM; Kim, K.H.; Lee, S.M. Ethanol production from lignocellulosic hydrolysates using engineered Saccharomyces cerevisiae using a xylose isomerase-based pathway. Bioresource. Technol. 2016, 209, 290-296.
35. Bertrand, E.; Vandenberg, LPS; Sokkol, Czech Republic; Siguio, J.-C.; Faulds, C. First generation bioethanol. in green fuel technology; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2016; pp. 175-212.
36. Wang, M.; Wu, M.; Huo, H. Effects of life cycle energy and greenhouse gas emissions on different types of corn ethanol plants. Environment. Res. lat. 2007, 2, 24001
© PaxMamoe C.m., 2023
