

Enhancement of the Yield of Bioethanol from Lignocellulose of Oat Hulls via Optimization of the Composition of the Nutritive Medium
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-1-74-79
Abstract
The studies were aimed at determination of the optimal composition of the nutritive medium to provide the maximal yield of bioethanol upon alcohol fermentation of the enzymatic hydrolyzate of lignocellulose material produced at the pilot scale via treatment of oat bran covering with diluted nitric acid. Biotechnological stages of saccharification and fermentation were achieved using available enzymatic agents CelloLux-A and BrewZyme BGX and ACCM (All-Russian Collection of Commercial Microorganisms) producer Saccharomyces сerevisiae Y-1693 that was stable to inhibiting action of hydrolyzates. The composition of the nutritive medium was determined to provide the yield of bioethanol as high as 89.9 % of the theoretical level that is 8.4 % higher of that in the presence of the native hydrolyzate. This nutritive medium contained 1.83 g/L ammonium sulfate, 0.98 g/L potassium monophosphate, 6.47 g/L yeastrel.
About the Authors
E. A. SkibaRussian Federation
G. F. Mironova
Russian Federation
A. A. Kukhlenko
Russian Federation
S. E. Orlov
Russian Federation
References
1. Biorefineries — Industrial Processes and Products/ Status Quo and Future Directions / Edited by Birgit Kamm, Patrick R. Gruber and Michael Kamm. Weinheim, Germany: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010. 497 p.
2. Mussatto S.I., Dragone G., Guimaraes P.M.R., Silva J.P.A., Carneiro L.M., Roberto I.C., Vicente A., Domingues L., Teixeira J.A. // Biotechnol. Adv. 2010. Vol. 28. P. 817—830.
3. Balat M., Balat H., Öz C. // Progress in energy and combustion science. 2008. Vol. 34. №. 5. P. 551-573.
4. Global solutions // Inbicon [Электронный ресурс]. URL: http://www.inbicon.com/en
5. Larsen J., Østergaard Petersen M., Thirup L., Wen Li H., Krogh Iversen F. // Chem. Engineer. Tech. 2008. Vol. 31. № 5. P. 765.
6. Lawford H.G., Rousseau J.D., Tolan J.S. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2001. Vol. 91. Р. 133-146.
7. Agrawal R., Satlewal A., Gaur R., Mathur A., Kumar R., Gupta R.P., Tuli D.K. // Biochem. Eng. J. 2015. Vol.102. P. 54—61.
8. McMillan J.D., Jennings E.W., Mohagheghi A., Zuccarello M. // Biotechnol. Biofuels. 2011. Vol. 4. P. 29—46.
9. Brodeur G., Yau E., Badal K., Collier J., Ramachandran K.B., Ramakrishnan S. // Enzyme Research. 2011. Vol. 2011. P. 1—17.
10. Hu F., Ragauskas A. // Bioenergy Research. 2012. № 5. Р. 1043—1066.
11. Podgorbunskikh E.M., Bychkov A.L., Lomovskii O.I. // Catalysis in Industry. 2016. Vol. 8. № 3. P. 274-279.
12. Badal C. Saha, Nancy N. Nichols, Nasib Qureshi, Gregory J. Kennedy, Loren B. Iten, Michael A. Cotta // Bioresource Technology. 2015. Vol. 175. P. 17—22.
13. Baibakova O.V., Skiba E.A., Budaeva V.V., Sakovich G.V. // Catalysis in Industry. 2017. Vol. 9. № 3. P. 257-263. DOI: 10.1134/S2070050417030023.
14. Ekaterina A. Skiba, Vera V. Budaeva, Olga V. Baibakova, Vladimir N. Zolotukhin, Gennady V. Sakovich // Biochemical Engineering Journal. 2017. Vol. 126. P. 118-125. http://dx.doi.org/10.1016/j.bej.2016.09.003.
15. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов. М.: Элевар, 2000. 512 с.
16. Y. Huang, X. Qin, X. Luo, Q. Nong, Q. Yang, Z. Zhang, Y. Gao, F. Lu, Y. Chen, Z. Yu,J. Liu, J. Feng // Biomass Bioenergy. 2015. Vol. 77. P. 53—63.
17. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. Учебник для вузов. М.: Лесная промышленность, 1989. 496 с.
18. Римарева Л.В., Воронцова Н.Н. Микробиологический контроль спиртового и ферментного производств. М.: Россельхозакадемия, 2005. 200 с.
19. Скиба Е.А., Байбакова О.В. // Ползуновский вестник. 2013. № 3. С. 214—219.
20. ГОСТ 10820—75. Целлюлоза. Метод определения массовойдоли пентозанов. Издание официальное. М.: Изд-во стандартов, 1991. 8 с.
21. ГОСТ 3639—79. Растворы водно-спиртовые. Методы определения концентрации этилового спирта. Введ. 1982-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2004. 10 с.
22. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. 9-е изд., стер. М.: Высш. шк., 2003. 479 с.
23. Технология спирта / В.Л. Яровенко, В.А. Маринченко, В.А. Смирнов и др.; Под ред. проф. В.Л. Яровенко. М.: Колос, 1999. 464 с.; ил.
Review
For citations:
Skiba E.A., Mironova G.F., Kukhlenko A.A., Orlov S.E. Enhancement of the Yield of Bioethanol from Lignocellulose of Oat Hulls via Optimization of the Composition of the Nutritive Medium. Kataliz v promyshlennosti. 2018;18(1):74-79. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-1-74-79