دانلود رایگان ترجمه مقاله نقش ساکاریدسازی توده زیستی علف Kans در قند بالاتر (نشریه الزویر ۲۰۱۳) (ترجمه ارزان – نقره ای ⭐️⭐️)

elsevier

 

 

این مقاله انگلیسی ISI در نشریه الزویر در ۱۲ صفحه در سال ۲۰۱۳ منتشر شده و ترجمه آن ۲۲ صفحه میباشد. کیفیت ترجمه این مقاله ارزان – نقره ای ⭐️⭐️ بوده و به صورت کامل ترجمه شده است.

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

نقش ساکاریدسازی توده زیستی علف Kans در قند بالاتر در مقایسه با توده زیستی که به آن اسید پیش اضافه سازی شده است

عنوان انگلیسی مقاله:

Saccharification of alkali treated biomass of Kans grass contributes higher sugar in contrast to acid treated biomass

 
 
 
 
 

 

مشخصات مقاله انگلیسی (PDF)
سال انتشار ۲۰۱۳
تعداد صفحات مقاله انگلیسی ۱۲ صفحه با فرمت pdf
رشته های مرتبط با این مقاله شیمی
گرایش های مرتبط با این مقاله شیمی کاربردی، شیمی محیط زیست، شیمی تجزیه
چاپ شده در مجله (ژورنال) مجله مهندسی شیمی – Chemical Engineering Journal
کلمات کلیدی Saccharum spontaneum، پیش اضافه سازی قلیایی، T. reesei، بیواتانول
ارائه شده از دانشگاه گروه شیمی، دانشگاه Umeå، سوئد
رفرنس دارد  
کد محصول F1302
نشریه الزویر – Elsevier

 

مشخصات و وضعیت ترجمه فارسی این مقاله (Word)
وضعیت ترجمه انجام شده و آماده دانلود
تعداد صفحات ترجمه تایپ شده با فرمت ورد با قابلیت ویرایش  ۲۲ صفحه با فونت ۱۴ B Nazanin
ترجمه عناوین تصاویر و جداول ترجمه نشده است 
ترجمه متون داخل تصاویر ترجمه نشده است  
ترجمه متون داخل جداول ترجمه نشده است 
درج تصاویر در فایل ترجمه درج شده است 
درج جداول در فایل ترجمه درج شده است  
منابع داخل متن درج نشده است 
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله متوسط میباشد 

 

فهرست مطالب

نکات مهم مطالعه
چکیده
۱-مقدمه
۲-مواد و روشها
۲-۱ توده زیستی علف Kans
۲-۲ پیش اضافه سازی NaOH رقیق
۲-۳ تولید انزیم سلولازی
۲-۴ ساکاریدسازی انزیمی /هیدرولیز توده زیستی علف Kans که به آن NaOH پیش اضافه سازی شده است
۲-۵ تولید اتانول
۲-۶ تخمین های لیگنین، هالوسلولز، سلولز، و همی سلولز
۲-۷ تخمین قندها
۲-۸ تخمین فعالیت سلولازها (اندوگلوکاناز یا CMCase، FPA و گزیلاناز)
۲-۹ نگهداری و کشت S- cerevisiae و P- stipitis
۲-۱۰ تخمین توده زیستی برای P- stipitis و S- cerevisiae
۲-۱۱ تعیین اتانول
۲-۱۲ تحلیل SEM
۳- نتایج و بحث
۳-۱ انالیز ترکیب
۳-۲ مطالعه پیش اضافه سازی NaOH
۳-۲-۱ لیگنین و آزادسازی قندها
۳-۲-۲ تغییر ترکیبی و پیکربندی توده زیستی علف Kans بعد از پیش اضافه سازی NaOH
۳-۳ ساکارید سازی توده زیستی علف Kans که به آن NaOHپیش اضافه سازی شده است
۳-۳-۱ تغییرات ساختاری و ترکیبی
۳-۴ تولید اتانول با استفاده از هیدرولیزات علف Kans پیش اضافه سازی شده NaOH بدست امده بعد از هیدرولیز انزیمی
۴-نتیجه گیری ها

 

 

بخشی از ترجمه
 چکیده
تولید اقتصادی سوخت زیستی پیش نیاز برای تخلیه سوخت فسیلی است. در سالهای اخیر توده زیستی غلات غذایی مختلفی به عنوان منبع تامین برای تولید بیواتانول استفاده شده است. متاسفانه به دلیل دسترسی محدود و کشمکش با غذا، این منابع ممکن است برای تولید مداوم بیواتانول یک مانع باشند. از اینرو در مطالعه حاضر، یک غله زمینی زاید به نام علف Kans به عنوان منبع تامین تولید میکروبی بیواتانول استفاده گردید. توده زیستی علف Kans بدست امده بعد از پیش اضافه سازی NaOH در شرایط بهینه (از لحاظ حذف لیگنین) درمعرض ساکاریدسازی انزیمی با استفاده از انزیم خام (بدست امده ازTrichoderma reesei) به کل قند احیاکننده (TRS) قرار گرفت که باز برای تولید بیواتانول توسط سوشهای مخمر مورد تخمیر قرار گرفت. زمان مختلف(۳۰, ۶۰, ۹۰ and 120 min)، غلظتهای مختلف NaOH (0.5%, 1%, 1.5% و ۲درصد)و درجه حرارتهای مختلفی(۱۰۰, ۱۱۰, ۱۲۰º C) برای مطالعه پیش اضافه سازی استفاده گردید. در ۱۲۰ درجه سانتیگراد، تقریبا بیش از ۵۰ درصد لیگنین زدایی مشاهده گردید. وانگهی، ساکاریدسازی انزیمی متعاقب در توده زیستی خشک تولید قند احیاکننده کل یا TRS نقش داشته است. جالب اینکه، TRS تقریبا پنج برابر بالاتر از ساکاریدسازی انزیمی توده زیستی با پیش اضافه سازی اسیدی (۶۹٫۰۸ mg g1 ) بنا به گزارش قبلی (Kataria et al., 2011) و تخمیر هیدرولیزات انزیمی با استفاده از میکروبها منجر به بازده اتانولی ۰٫۴۴–۰٫۴۶ g g1 گردید که یک بازده بالایی است زمانی که با متون موجود دیگر مقایسه می گردد. مزیت دیگر پیش اضافه سازی قلیایی بدون تولید ترکیبات سمی در مقایسه با روش پیش اضافه سازی اسیدی است. در نتیجه، علف Kans به عنوان منبع تامین احتمالی برای تولید سوخت زیستی از طریق ساکاریدسازی قلیایی و انزیمی برعکس پیش اضافه سازی اسیدی نشان داده شد.
 
۱- مقدمه
مصرف انرژی کل با رشد جمعیت دنیا و رشد سریع صنعتی رو به افزایش است. در نتیجه منابع انرژی تجدیدناپذیر خیلی سریع تهی شده و منجر به افزایش قیمت می شود. بیواتانول یکی از سوخت های مایع تمیز جایگزین است که می تواند با تخمیر قندها یا نشاسته ساده مانند نیشکر، ذرت و غیره تولید شود. اما آن منابع ممکن است اثرات بدی روی زمین زراعی یا تنوع جنگل و خاک و آب و منابع غذایی داشته باشند. درمیان منابع انرژی زیستی دیگر احتمالی، لیگنوسلولزها برای تولید سوخت نسل بعدی پذیرفته شده اند. مواد لیگنوسلولزی حاوی سلولز، همی سلولز و لیگنین می باشد. منابع مختلف لیگنوسلولزی مانند چوب، باقیمانده های کشاورزی، گیاهان ابزی، علف ها و دیگر مواد گیاهی برای ماده شروع کننده بیواتانول مشهور هستند. علف Kans (Saccharum spontaneum) یکی از منابع غیرغذایی تازه و احتمالی ماده لیگنوسلولزی است که می تواند در زمین های لم یزرع بدون تناقض با غلات غذایی کشت شود. این توده زیستی گیاهی در کل سال بدون تلاش کشاورزی زیادی و با تامین اب اندک در دسترس است. علاوه بر این، از مقدار کافی محتوای هالوسلولز (سلولز و همی سلولز ، ۶۴٫۶۷%) تشکیل گردیده و می تواند برای تولید بیواتانول مصرف شود. برای تبدیل توده زیستی لیگنوسلولزی به اتانول، اغلب سه مرحله وجود دارد: پیش اضافه سازی، هیدرولیز (ساکاریدسازی)، و تخمیر.
پیش اضافه سازی یکی از مراحل مهمی است که در آن دیواره سلولی سه بعدی برای دسترسی کافی سلولز با خارج سازی لیگنین از هم گسیخته می شود که مانع اصلی برای عملکرد سلولازی است (برای تولید قند منومری). سلولاز (یک پلیمر قند گلوکز) و همی سلولز (پلیمر گزیلوز، مانوز و قند ارابینوز) بخشی از توده زیستی گیاهی ابتدا به قندهای منومر دپلیمریزه می شود و باز این قند منومر توسط میکروارگانیسم ها (مخمر و باکتریها) استفاده می شوند.
دو رهیافت به موازات تبدیل لیگنوسلولز ها به قندهای قابل تخمیر ایجاد شده است که ممکن است اسیدی و انزیمی باشد. تکنولوژی انزیمی بر اضافه سازی اسیدی رجحان دارد (H2SO4 غلیظ) که به دلیل کارایی تبدیل بالاتر ، فقدان از دست دادن سوبسترا به دلیل تغییرشکل شیمیایی، فقدان تولید سوبسترا به دلیل اصلاح شیمیایی، فقدان تولید ترکیبات بازدارنده، هزینه پایین و عدم نیاز به بازیافت اسید و استفاده از شرایط معتدلتر و غیرخورنده مانند درجه حرارت های پایین، pH خنثی می باشد. استفاده از مواد واکنش گر غیرسمی و با قابلیت تجزیه زیستی از هر روش دیگری اقتصادی تر است. سوبسترا معمولا نیاز به یک پروسه پیش اضافه سازی قبل از درمعرض تجزیه انزیمی شدن دارد که هدفش افزایش قابلیت استعداد سلولز به انزیم است. عملکرد کلی انزیم سلولازی به شدت وابسته به لیگنین باقیمانده موجود در کنار سلولز می باشد.
پیش اضافه سازی با هیدروکسیدسدیم یکی از روشهای مرسوم در میان کلیه روشهای پیش اضافه سازی است که علاقه زیادی را طی سالیان دریافت کرده است. این یک تکنیک با تقاضای انرژی پایین و نسبتا ارزان است که با مواد لیگنوسلولزی مختلف مطالعه شده است. هیدروکسید سدیم پیوندهای ساختاری را می شکند و بر موانع لیگنین اثر دارد و باعث کاهش میل کریستالی سلولزی می شود و قابلیت دسترسی سلولزی را با تماس ساختار افزایش می دهد و انرا نسبت به انزیم سلولزی مستعدتر می سازد که منجر به یک افزایش زیاد در بازده قند می شود.
چون تولید انزیم سلولزی مسئول ۴۰ درصد هزینه کل در تولید کلی بیواتانول می باشد با اینحساب برای کاهش هزینه تولید، تولید در محل انزیم خام نسبت به سلولاز تجاری به دلیل هزینه منطقی شان (حذف مرحله تخلیص انزیمی) ، ظرفیت تولید انزیم بالا، و غیره ماندنی تر است. کاهش هزینه راه مقرون به صرفگی را برای تولید اتانول می پیماید. Trichoderma reesei برای تولید سلولازی صنعتی از دهه ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار گرفته است. اما اساسا در غذا، خمیر کاغذ و کاغذ و صنعت پارچه مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل افزایش هزینه تخمیر ، پروسه بیواتانول، تولید سلولاز یکی از مراحل کلیدی برای هیدرولیز مواد لیگنوسلولزی می باشد. چندین سوش مختلف از ان زمان برای تقویت تولید سلولاز از سوش قارچی QM6a ایجاد شده است که اولین سوش صنعتی استفاده شده بوده و تقریبا کلیه سوشها با موتاسیون این سوش به طریقی بدست امده است.
در تحقیق حاضر، پیش اضافه سازی NaOH رقیق برای حذف لیگنین برای یک ماده لیگنوسلولزی تازه علف Kans بهینه سازی شده و توده زیستی لیگنین زدایی شده با استفاده از انزیم سلولازی خام ساکاریده شده تا قندهای احیاکننده بدست اید که باز برای تولید بیواتانول با استفاده از سوشهای مخمر Pichia stipitis و Saccharomyces cerevisiae استفاده گردید.

 

بخشی از مقاله انگلیسی

Abstract

Economical production of biofuel is prerequisite to depletion of fossil fuel. In recent years, biomass of numerous food crops was used as a feedstock for bioethanol production. Unfortunately, due to limited availability as well as confliction with food, these sources may hold back for continuous production of bioethanol. Therefore, in the present study a waste land crop “Kans grass” was utilized as feedstock for microbial production of bio-ethanol. The Kans grass biomass obtained after NaOH pretreatment at optimum conditions (in term of lignin removal) was subjected to enzymatic saccharification by using crude enzyme (obtained from Trichoderma reesei) to total reducing sugars (TRSs), which was further fermented for bioethanol production using yeast strains. Different time (30, 60, 90 and 120 min), concentrations of NaOH (0.5%, 1%, 1.5% and 2%) as well as temperatures (100, 110 and 120 °C) were used for pretreatment study. At 120 °C, approximately more than 50% of delignification was observed. Moreover, subsequent enzymatic saccharification contributed 350 mg g−۱ dry biomass of total reducing sugar (TRS) production. Interestingly, TRS was approx. fivefold higher than enzymatic saccharification of acid pretreated biomass (69.08 mg g−۱) as reported previously (Kataria et al., 2011) and fermentation of enzymatic hydrolysate using microbes resulted in the 0.44–۰٫۴۶ g g−۱ ethanol yield which is a high yield when compared to the other existing literature. Another advantage of alkali pre-treatment was without production of toxic compounds in comparison to acid pre-treatment method. In conclusion, Kans grass was shown as potential feedstock for biofuel production via alkali and enzymatic saccharification in contrast to acid pre-treatment.

۱ Introduction

The overall energy consumption is increasing with the growing world population and rapid industrial growth, as a result resources of non-renewable energy are depleting very fast and that results in increase the price. Bio ethanol is one of the alternative clean liquid fuels that can be produced by fermentation of sugars or simple starch such as sugarcane, maize etc. However, those sources may have adverse effect on farmland or forest diversity and as well as on soil, water and food resources. Among potential alternative bio-energy resources, lignocellulosics have been accepted for production of next generation fuel [1]. Lignocellulosic substances contain cellulose, hemicellulose and lignin. The different Sources of lignocellulosics including wood, agricultural residues, water plants, grasses, and other plant substances are well known for the starting material for bioethanol. Kans grass (Saccharum spontaneum) is one of the novel and potential non food source of lignocellulosic material that can be cultivated on waste lands without conflicting the food crop. This plant biomass is available throughout the year without much cultivation efforts and with low supply of water. Addition to this, it is composed of sufficient amount of holocellulose content (cellulose and hemicellulose, 64.67%) and can be utilized for bioethanol production [2]. For conversion of lignocellulosic biomass to ethanol, there are majorly three steps: pretreatment, hydrolysis (sachharification) and fermentation. Pretreatment is one of the important steps where the three dimensional cell wall is disrupted for sufficient availability of cellulose by removing lignin, which is the main obstacle for cellulase action (for monomer sugar production).Cellulose (a polymer of glucose sugar) and hemicellulose (polymer of Xylose, mannose and arabonise sugar) portion of plant biomass first depolymerised in to monomer sugars and further these monomer sugar are utilized by microorganisms (yeast and bacteria).

Two approaches have been developed in parallel for conversion of lignocelluloses to fermentable sugars that may be acid based and enzyme based. The enzyme based technology is advantageous over acid based treatment (conc. H2SO4) due to higher conversion efficiency, absence of substrate loss due to chemical modification, lack of inhibitory compounds production, low cost, no need of recycling of acid and the use of more moderate and non-corrosive conditions like low temperatures, neutral pH [3]. Use of biodegradable and non toxic reagents is more economical than any other method. The substrate usually requires a pretreatment process before being subjected for enzymatic breakdown which is aimed at increasing the susceptibility of cellulose to enzyme. The overall performance of cellulase enzyme is highly dependant on the residual lignin present along with cellulose.

Pretreatment by sodium hydroxide is one of the conventional methods among the all pretreatment methods that received high interest over the years. It is a low energy demanding and relatively inexpensive technique which has beet studied with various lignocellulosic materials. Sodium hydroxide disrupt the structural linkages, affect the lignin barriers, reduce the cellulose crystallinity, and increase the cellulose accessibility by exposing up the structure and make it more accessible to the cellulase enzyme, which results in a sharp increase in sugar yield.

As cellulase enzyme production accounts for 40% of total cost in overall production of bioethanol [4], hence to reduce cost of production, on site production of crude enzyme is more viable than commercial cellulase due to their reasonable cost (exclusion of enzyme purification step), high enzyme production capacity, etc. The reduction in cost paves cost effective way for ethanol production [5]. Trichoderma reesei has been used for industrial cellulase production since 1960s [6]. But it was mainly used in food, pulp and paper and textile industry. Due to increase cost of fermentation process for bioethanol, cellulase production is one of the key steps for hydrolysis of the lignocellulosic materials. Several different strains have been developed since then to enhance the production of cellulase from the fungal strain QM6a [7] that is the first industrially used strain and nearly all strains have been obtained by mutating this strain in some way [8].

In the present investigation, dilute NaOH pretreatment was optimized for lignin removal for a novel lignocellulosic material Kans grass and delignified biomass was saccharified by using crude cellulase enzyme [2] to obtain reducing sugars, which further utilized for bioethanol production by using yeast strains Pichia stipitis and Saccharomyces cerevisiae.

 

 

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

نقش ساکاریدسازی توده زیستی علف Kans در قند بالاتر در مقایسه با توده زیستی که به آن اسید پیش اضافه سازی شده است

عنوان انگلیسی مقاله:

Saccharification of alkali treated biomass of Kans grass contributes higher sugar in contrast to acid treated biomass

 
 
 
 
 

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *