Buy (625 RUB)
Generate QR code
Open Access
Subscription or Fee Access
Scaling-up of the Process of Bioethanol Synthesis from Oat Hulls Pretreated with Diluted Nitric Acid at Pilot Facilities
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-2-145-152
Abstract
The present work was aimed at scaling-up of the total cycle of bioethanol production from pretreated oat hulls using pilot facilities. The process of one-stage chemical pretreatment of the oat hulls with a diluted nitric acid solution at atmospheric pressure was scaled-up using a capacitive equipment (250 L). A total of hydrolyzed polysaccharides was 87.2 % in the resulting substrate. The process of enzymatic hydrolysis and ethanolic fermentation was successfully achieved in a 63 L capacitive equipment using commercially available enzymatic agents CelloLux-A and BrewZyme BGX and commercial strain of yeasts Saccharomyces сerevisiae VKPM Y-1693, the scaling ratio being 1 : 400. Bioethanol was synthesized at a high yield (17.9 dal/t). After rectification, the test sample meets standards of pure spirit of best quality from edible raw materials in respect of the weight ratios of aldehydes, esters and methanol.
About the Authors
O. V. Baibakova
Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies, Biysk
Russian Federation
Russian Federation
E. A. Skiba
Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies, Biysk
Russian Federation
Russian Federation
V. V. Budaeva
Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies, Biysk
Russian Federation
Russian Federation
G. V. Sakovich
Institute for Problems of Chemical and Energetic Technologies, Biysk
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Vohra M., Manwar J., Manmode R., Padgilwar S., Patil S. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2014. № 2. P. 573—584.
2. Jordan D.B., Bowman M.J., Braker J.D., Dien B.S., Hector R.E., Lee C.C., Mertens J.A., Wagschal K. // Biochem. J. 2012. Vol. 442. P. 241-252. DOI:10.1042/BJ20111922.
3. Somerville C. // Science. 2010. № 329. Р. 790—792.
4. Мурзин Д.Ю., Симакова И.Л. // Катализ в промышленности. 2011. № 3. С. 8—40. [Muurzin D.Yu., Simakova I.L. Catal. Ind. (Engl. Transl.) 2011. Vol. 3. P. 218].
5. Limayema, A., Ricke, S.C. // Prog. Energy Combust. Sci.. 2012. Vol. 38. P. 449—467.
6. Sarkar N., Ghosh S. K., Bannerjee S., Aikat K. // Renewable Energy. 2012. Vol. 37. P. 19-27. DOI:10.1016/j.renene.2011.06.045.
7. Kumar J., Reetu S., Tewari L.S. // Biotech. 2015. № 5. P. 337—353. DOI 10.1007/s13205-014-0246-5.
8. Xue S., Lewandowski I., Wang X., Yi Z. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 54. P. 932—943.
9. Cha Y.-L., An Gi H., Yang J., Moon Y.-Ho, Yu G.-Dan, Ahn J.-W. // Renewable Energy. 2015. Vol. 80. P. 259-265.
10. Global solutions // Inbicon [Электронный ресурс]. URL: http://www.inbicon.com/en
11. Larsen J., Østergaard Petersen M., Thirup L., Wen Li H., Krogh Iversen F. // Chem. Engineer. Tech. 2008. Vol. 31. № 5. P. 765.
12. Lawford H.G., Rousseau J.D., Tolan J.S. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2001. Vol. 91—93. Р. 133—146.
13. Mood S.H., Golfeshan A.H., Tabatabaei M., Jouzani G.S., Najafi G.H., Gholami M., Ardjmand M. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. № 27. Р. 77—93.
14. Maurya D.Р., Singla A., Negi S. // Biotech. 2015. № 5. Р. 597—609. DOI 10.1007/s13205-015-0279-4.
15. Xu Z., Huang F. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2014. Vol. 174. P. 43—62. DOI 10.1007/s12010-014-1015-y.
16. Громов Н.В., Таран О.П., Сорокина К.Н., Мищенко Т.И., Утанди Ш., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 1. С. 74—83. DOI 10.18412/1816-0387-2016-1-74-83 [Gromov N.V., Taran O.P., Sorokina K.N. et al. Catal. Ind. (Engl. Transl.) 2015. Vol. 8. No. 2. P. 176—186].
17. Chiaramonti D., Rizzo A.M., Prussi M., Tedeschi S., Zimbardi F., Braccio G., Viola E., Pardelli P.T. // Biomass Conv. Bioref. 2011. Vol. 1. P. 9—15. DOI 10.1007/s13399-010-0001-z.
18. Gusakov A.V. // Trends in Biotechnology. 2011. Vol. 29. No. 9. P. 419-425.
19. Chekushina V., Dotsenko G.S., Kondratieva E.G., Sinitsyn A.P. // Biotechnology in Russia. 2013. No 3. С. 58-68.
20. Новожилов Е.В., Аксенов А.С., Демидов М.Л., Чухчин Д.Г., Доценко Г.С., Осипов Д.О., Синицын А.П. // Катализ в промышленности. Т.14. № 4. С. 74—80 [Novozhilov E.V., Aksenov A.S., Demidov M.L., et al. Catal. Ind. (Engl.Transl.) 2014. Vol. 6. No. 4. Р. 348—354].
21. Paschosa T., Xirosb C., Christakopoulos P. // Industrial Crops and Products. 2015. V. 76. P. 793—802.
22. Liu Zhi-Hua, Qin Lei, Zhu Jia-Qing, Li Bing-Zhi, Yuan Ying- Jin // Biotechnology for Biofuels. 2014. № 7 (167). Р. 1—16.
23. Krishna S.H., Reddy T.J., Chowdary G.V. // Bioresour Technol. 2001. Vol. 77. No. 2. P. 193—196.
24. Будаева В.В., Скиба Е.А., Макарова Е.И., Золотухин В.Н., Сакович Г.В., Удоратина Е.В., Кувшинова Л.А., Щербакова Т.П., Кучин А.В. // Ползуновский вестник. 2013. № 1. С. 215—219.
25. Доценко Г.С., Осипов Д.О., Зоров И.Н., Синицын А.П. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 5. С. 67—73. DOI 10.18412/1816-0387-2015-6-67-73.
26. Будаева В.В., Скиба Е.А., Байбакова О.В., Макарова Е.И., Орлов С.Е., Кухленко А.А., Удоратина Е.В., Щербакова Т.П., Кучин А.В., Сакович Г.В. Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 5. С. 60—66. [Budaeva V.V., Skiba E.A., Baibakova O.V., Makarova E.I. et al. Catal. Ind. (Engl. Transl.) 2016. Vol. 8. No. 1. Р. 81—87. DOI: 10.1134/S2070050416010025].
27. Скиба Е.А., Момот Т.О., Бычин Н.В., Золотухин В.Н. // Ползуновский вестник. 2013. № 3. С. 197—202.
28. Скиба Е.А., Будаева В.В., Байбакова О.В., Удоратина Е.В., Шахматов Е.Г., Щербакова Т.П., Кучин А.В., Сакович Г.В. // Катализ в промышленно-сти. 2016. Т. 16. № 5. С. 70—77 [Skiba E.A., Budaeva V.V., Baibakova O.V. et al. Catal. Ind. 2016. Vol. 8. No. 2. Р. 168—175. DOI: 10.1134/S2070050416020100].
29. Байбакова О.В., Скиба Е.А. // Ползуновский вестник. 2014. № 3. С. 181—185.
30. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. 320 с.
31. Макарова Е.И., Будаева В.В., Митрофанов Р.Ю. // Ползуновский вестник. 2010. № 4—1. С. 192—198.
32. ГОСТ Р 51135—2003. Изделия ликероводочные. Правила приемки и методы анализа. Технические требования. Введ. 1998-03-02. М.: ИУС, 2003. 116 с.
33. ГОСТ Р 51786—2001. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения подлинности. М.: Изд-во стандартов, 2001. 8 с.
34. Римарева Л.В., Воронцова Н.Н. Микробиологический контроль спиртового и ферментного производств. М.: Россельхозакадемия, 2005. 200 с.
35. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. Учебник для вузов. М.: Лесная промышленность, 1989. 496 с.
36. ГОСТ 17299—78. Спирт этиловый технический. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1978. 4 с.
37. ГОСТ 5962—2013. Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2014. 7 с.
Review
For citations:
Baibakova O.V., Skiba E.A., Budaeva V.V., Sakovich G.V. Scaling-up of the Process of Bioethanol Synthesis from Oat Hulls Pretreated with Diluted Nitric Acid at Pilot Facilities. Kataliz v promyshlennosti. 2017;17(2):145-152. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-2-145-152
Views:
501
Email this article 