WikiDer > Темное брожение

Темное брожение это ферментативный преобразование органического субстрата в биоводород. Это сложный процесс, проявляющийся в различных группах бактерии, включая серию биохимический реакции с использованием трех шагов, подобных анаэробное преобразование. Темное брожение отличается от фотоферментация в том, что это происходит без присутствия свет.

Ферментативные / гидролитические микроорганизмы гидролизуют сложные органические полимеры до мономеров, которые далее превращаются в смесь низкомолекулярных органических кислот и спиртов путем обязательного продуцирования ацидогенных бактерий.

Использование Сточные Воды как потенциальный субстрат для биоводород В последние годы продукция вызывает значительный интерес, особенно к процессу темного брожения. Промышленные сточные воды как ферментативное средство субстрат для ч₂ производство отвечает большинству критериев, необходимых для выбора субстрата, а именно доступности, стоимости и биоразлагаемость (Ангенент, и другие., 2004; Капдан, Карги, 2006). Химические сточные воды (Venkata Mohan, и другие., 2007а, б), сточные воды КРС (Тан, и другие., 2008), сточные воды молочного производства (Венката Мохан, и другие. 2007c, Rai et al. 2012), сточные воды гидролизата крахмала (Чен, и другие., 2008) и разработанные синтетические сточные воды (Венката Мохан, и другие., 2007a, 2008b), как сообщается, производят биоводород помимо очистки сточных вод из процессов темного брожения с использованием селективно обогащенной смеси культуры в ацидофильных условиях. Различные сточные воды, а именно сточные воды бумажной фабрики (Идания, и другие., 2005), крахмальные стоки (Чжан, и другие., 2003), сточные воды пищевой промышленности (Shin и другие., 2004, ван Гинкель, и другие., 2005), внутренний сточные воды (Шин, и другие., 2004, 2008д), сточные воды рисоводобывающих предприятий (Ю. и другие., 2002), сточные воды на основе спиртов и мелассы (Ren, и другие., 2007, Венката Мохан, и другие., 2008а), отходы соломы пшеницы (Вентилятор, и другие., 2006) и сточные воды завода по производству пальмового масла (Vijayaraghavan and Ahmed, 2006) были изучены как ферментируемые субстраты для H₂ производство наряду с очисткой сточных вод. Использование сточных вод в качестве ферментируемого субстрата облегчает очистку сточных вод, кроме H₂ производство. Эффективность темного брожения H₂ было установлено, что производственный процесс зависит от предварительной обработки смешанных консорциумов, используемых в качестве биокатализатор, рабочий pH и скорость загрузки органических веществ, помимо характеристик сточных вод (Венката Мохан, и другие., 2007d, 2008c, d, Виджая Бхаскар, и другие., 2008г).

Несмотря на свои преимущества, основная проблема, наблюдаемая с ферментативным H₂ Производственные процессы - это относительно низкая эффективность преобразования энергии из органического источника. Типичный H₂ выход составляет от 1 до 2 моль H₂/ моль глюкозы, что дает 80-90% от исходного COD остающиеся в сточных водах в виде различных летучих органических кислот (ЛЖК) и растворителей, таких как уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота и этанол. Даже в оптимальных условиях в растворе остается около 60-70% исходного органического вещества. Биоаугментация с селективно обогащенным ацидогенный консорциумы для повышения H₂ также сообщалось о производстве (Venkata Mohan, и другие., 2007b). Образование и накопление растворимых кислотных метаболитов вызывает резкое падение pH в системе и ингибирует H₂ производственный процесс. Использование неиспользованных углерод источники, присутствующие в ацидогенном процессе для дополнительного производства биогаза, поддерживают практическую применимость процесса. Одним из способов использования / восстановления оставшегося органического вещества в пригодной для использования форме является производство дополнительного H₂ путем окончательной интеграции фотоферментативный процессы H₂ постановка (Венката Мохан, и другие. 2008e, Рай и др. 2012) и метана путем интеграции ацидогенных процессов в конечный метаногенный процессы.

Смотрите также

• Биогаз
• Биоводород
• Биологическое производство водорода (водоросли)
• Биомасса
• Электрогидрогенез
• Ферментация (биохимия)
• Микробный топливный элемент

Рекомендации

• Ангенент, Л.Т., Карим, К., Аль-Дахан, М.Х., Ренн, Б.А., Домигес-Эспиноза, Р., 2004. «Производство биоэнергии и биохимических веществ из промышленных и сельскохозяйственных сточных вод». Тенденции в биотехнологии 22, 477-85
• Chen, S.-D., Lee, K.-S., Lo, Y.-C., Chen, W.-M., Wu, J.-F., Lin, C.-Y., Chang, J.-S., 2008, "Периодическое и непрерывное производство биоводорода из гидролизата крахмала видами Clostridium". Международный журнал водородной энергетики 33, 1803–12
• Даброк, Б., Баль, Х., Готтшалк, Г., 1992. «Параметры, влияющие на выработку растворителя Clostridium pasteurianum», Appl Environ Microbiol, 58, 1233-9
• Дас, Д., Везироглу, Т.Н., 2001. «Производство водорода биологическим процессом: обзор литературы». Международный журнал водородной энергетики 26, 13-28
• Дас, Д., 2008 г., «Международный семинар по технологии производства биоводорода» (IWBT 2008), 7–9 февраля 2008 г., ИИТ Харапгур. Международный журнал водородной энергетики 33, 2627-8
• Fan, Y.T, Zhang, Y.H., Zhang, S.F., Hou, HW., Ren, B-Z., 2006. «Эффективное преобразование отходов соломы пшеницы в биогидрогенный газ с помощью компоста из коровьего навоза». Biores Technol 97, 500-5
• Ферчичи, М., Краббе, Э., Гванг-Хун, Г., Хинц, В., Альмадиди, А., 2005. «Влияние начального pH на производство водорода из сырной сыворотки». J Biotechnol 120, 402-9
• Идания, В.В., Ричард, С., Дерек, Р., Ноэми, Р.С., Гектор, М.П.В., 2005. «Производство водорода путем анаэробной ферментации отходов бумажной фабрики». Biores Technol 96, 1907–13
• Капдан, И. К., Карги, Ф., 2006. «Производство био-водорода из отходов», Ферментный микроб Технол 38, 569–82
• Ким, Дж., Пак, С., Ким, Т.Х., Ли, М., Ким, С., Ким, С., Сеунг-Ук., Ли, Дж., 2003. «Влияние различных предварительных обработок на усиление анаэробной активности. сбраживание отработанным активным илом ». J. Biosci. Bioeng 95, 271-5
• Kraemer, J.T., Bagley, D.M., 2007. «Повышение выхода за счет ферментативного производства водорода». Биотехнология Let 29, 685–95
• Логан, Б.Е., 2004. Тематическая статья: «Биологическое извлечение энергии из сточных вод: производство биоводорода и микробные топливные элементы». Environ Sci Technol 38, 160А-167А
• Логан Б.Е., О, С.Е., Ван Гинкель, С., Ким, И.С., 2002. «Биологическое производство водорода, измеренное с помощью анаэробных респираторов периодического действия». Environ Sci Technol 36, 2530-5
• Рай, Панкадж К., Сингх С.П. и Астхана Р.К. «Производство биоводорода из сточных вод сырной сыворотки в двухступенчатом анаэробном процессе». Прикладная биохимия и биотехнология 2012, 167 (6) 1540-9
• Ren, N.Q., Chua, H., Chan, S.Y., Tsang, Y.F., Wang, Y.J., Sin, N., 2007. «Оценка оптимального типа ферментации для производства био-водорода в ацидогенных реакторах с непрерывным потоком», Biores Technol 98, 1774–80
• Рой Чоудхури, С., Кокс, Д., Левандовски, М., 1988. "Производство водорода микробной ферментацией". Международный журнал водородной энергетики 13, 407-10
• Шин, Х.С., Юн, Дж. Х., Ким, С. Х., 2004. "Производство водорода из пищевых отходов в анаэробном мезофильном и термофильном ацидогенезе". Международный журнал водородной энергетики 29, 1355–63
• Спарлинг, Р., Рисби, Д., Поджи-Варальдо, Х.М., 1997. «Производство водорода из ингибированных анаэробных компостеров». Международный журнал водородной энергетики 22, 563–6
• Тан, Г., Хуанг, Дж., Сан, З., Тан, К., Ян, К., Лю, Г., 2008. «Производство биогидрогена из сточных вод крупного рогатого скота с помощью обогащенных анаэробных смешанных консорциумов: влияние температуры ферментации и pH. ". J Biosci Bioengng., 106, 80-7
• Вальдес-Васкес, И., Риос-Леал, Э., Муньос-Паез, К.М., Кармона-Мартинес, А., Поджи-Варальдо, Х.М., 2006. «Эффект ингибирующей обработки, тип инокулята и температура инкубации на партии» Производство H2 из твердых органических отходов ». Биотехнология Биоенг 95, 342-9
• ван Гинкель, С.В., О, С.Э., Логан. Б.Е., 2005. «Производство биогаза из пищевых и бытовых сточных вод». Международный журнал водородной энергетики 30, 1535–42
• Венката Мохан, С., Виджая Бхаскар, Ю., Сарм, П.Н., 2007a. «Производство биоводорода в результате химической очистки сточных вод с помощью селективно обогащенных анаэробных смешанных консорциумов в реакторе с биопленкой, работающем в периодическом прерывистом режиме». Вода Res 41, 2652–64
• Венката Мохан, С., Моханакришна Г., Вир Рагхувулу С., Сарма, П.Н., 2007b. «Повышение производства биогидрогена при химической очистке сточных вод в реакторе для создания биопленок с анаэробным секвенированием (AnSBBR) путем биоаугментации с использованием селективно обогащенных устойчивых к канамицину анаэробных смешанных консорциумов». Международный журнал водородной энергетики 32, 3284–92
• Венката Мохан, С., Лалит Бабу, В., Сарма, П.Н., 2007c. «Производство анаэробного биогидрогена при очистке сточных вод молочных производств в реакторе периодического действия (AnSBR): влияние скорости загрузки органических веществ». Ферментные и микробные технологии 41(4), 506-15
• Венката Мохан, С., Бхаскар, Ю.Б., Кришна, Т.М., Чандрасекхара Рао Н., Лалит Бабу В., Сарма, П.Н., 2007г. «Производство биоводорода из химических сточных вод в качестве субстрата с помощью селективно обогащенных анаэробных смешанных консорциумов: Влияние pH ферментации и состава субстрата». Международный журнал водородной энергетики, 32, 2286–95
• Венката Мохан, С., Моханакришна, Г., Раманая, С.В., Сарма, П.Н., 2008a. «Одновременное производство биоводорода и очистка сточных вод в анаэробном периодическом реакторе периодического действия периодического действия, сконфигурированном на основе биопленки, с использованием сточных вод ликероводочного завода» Международный журнал водородной энергетики 33(2), 550-8
• Венката Мохан, С., Моханакришна, Г., Раманая, С.В., Сарма, П.Н., 2008b. «Интеграция ацидогенных и метаногенных процессов для одновременного производства биоводорода и метана при очистке сточных вод». Международный журнал водородной энергетики 33, 2156–66
• Венката Мохан, С., Лалит Бабу, В., Сарма, П.Н., 2008c. «Влияние различных методов предварительной обработки на анаэробную смешанную микрофлору для увеличения производства биогидрогена с использованием сточных вод молочных предприятий в качестве субстрата». Biores Technol 99, 59-67
• Венката Мохан, С., Лалит Бабу, В., Шрикант, С., Сарма, П.Н., 2008d. «Био-электрохимическое поведение процесса производства ферментативного водорода с функцией поддержания pH». Международный журнал водородной энергетики Дои:10.1016 / j.ijhydene.2008.05.073
• Венката Мохан, С., Шрикант, С., Динакар, П., Сарма, П.Н., 2008e. «Фотобиологическое производство водорода принятой смешанной культурой: анализ данных». Международный журнал водородной энергетики 33(2), 559-69
• Венката Мохан, С., Моханакришна, Г., Редди, С.С., Раджу, Б.Д., Рама Рао, К.С., Сарма, П., Н., 2008f. «Самоиммобилизация ацидогенных смешанных консорциумов на мезопористом материале (SBA-15) и активированном угле для увеличения производства ферментативного водорода». Международный журнал водородной энергетики Дои:10.1016 / j.ijhydene.2008.07.096
• Виджая Бхаскар, Ю., Венката Мохан С., Сарма, П.Н., 2008. «Влияние скорости загрузки субстрата химическими сточными водами на ферментативное производство биогидрогена в реакторе периодического действия секвенирования с конфигурацией биопленки». Biores Technol 99, 6941–8
• Виджаярагхаван, К., Ахмад, Д., «Производство биогидрогена из сточных вод завода по производству пальмового масла с использованием анаэробного контактного фильтра». Международный журнал водородной энергетики 31, 1284–91
• Ю, Х., Чжу, З., Ху, В., Чжан, Х., 2002. «Производство водорода из сточных вод рисовых виноделен в анаэробном реакторе с восходящим потоком с использованием смешанных анаэробных культур», Международный журнал водородной энергетики 27, 1359–65
• Чжан, Т., Лю, Х., Фанг, H.H.P., 2003. «Производство биоводорода из крахмала в сточных водах в термофильных условиях». J Environ Manag 69, 149-56
• Чжу, Х., Беланд, М., 2006, "Оценка альтернативных методов получения водорода, производящего семена из сброженного осадка сточных вод". Международный журнал водородной энергетики 31, 1980-8

внешняя ссылка

• Производство био-водорода из сточных вод