Applicability of unconventional energy raw materials in ethanol production

• Autorzy: Gumienna M. , Lasik M. , Czarnecki Z. , Szambelan K.

Warianty tytułu

PL

Mozliwosci wykorzystania niekonwencjonalnych surowcow energetycznych do produkcji etanolu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. The difficult position of Polish agriculture, including one of its branches, i.e. sugar industry, is conducive of search for solutions aiming at an improvement of the condition of industry. One of the potential solutions in this respect may be to focus on alternative raw materials and search for ways to overcome recession in renewable energy sources. The aim of this work was to evaluate the possibilities of using non-starchy materials - sugar materials, without enzymatic treatment for ethanol production using selected yeast strains. Material and methods. Sugar beet pulp and thick juice, as a semi product from sugar beet, were fermented. The efficiency of the process was assessed using two Saccharomyces cerevisiae preparations - Ethanol Red, Fermiol. Fermentation was run for 72 h at 30°C. Quality of produced raw distillates was evaluated using the GC method. Results. The research on fermentation processes showed that sugar beet pulp let obtain higher ethanol yield - 87% of theoretical than sugar beet thick juice - 84% of theoretical, both for Ethanol Red and Fermiol yeast preparations. Moreover, it was exhibited that the increase of sugar concentration in the fermentation medium obtained from thick juice, statistically importantly influenced ethanol yield decrease, for both yeast preparations. The distillates’ quality analysis showed the influence of raw materials and microorganism used for fermentation on pollution degree. Distillate obtained from thick juice was characterised with the lowest by-products content after fermentation with Ethanol Red. Conclusions. The results make additional possibilities for sugar beet utilization in distillery industry and new markets using production surpluses both for sugar beet and its semi- -product - thick juice.

PL

Wstęp. Trudna sytuacja polskiego rolnictwa, w tym jednej z jego gałęzi – cukrownictwa, sprzyja poszukiwaniu rozwiązań mających na celu poprawę kondycji przemysłu. Jedną z możliwości jest zwrócenie uwagi na surowce alternatywne oraz poszukiwanie w odnawialnych źródłach energii recepty na wyjście z „recesji”. Celem badań było poszukiwanie nowych, niekonwencjonalnych surowców do produkcji bioetanolu z jednoczesną możliwością podniesienia wydajności procesu produkcji. Materiał i metody. Fermentacji poddano miazgę buraczaną oraz półprodukt otrzymany z buraka cukrowego - sok gęsty, oceniając wydajność procesu z użyciem dwóch preparatów drożdży Saccharomyces cerevisiae - Ethanol Red i Fermiol. Fermentację prowadzono przez 72 h w temperaturze 30°C. Ocenę jakości uzyskanego spirytusu surowego przeprowadzono za pomocą metody GC. Wyniki. Po procesach fermentacyjnych stwierdzono, że fermentacja miazgi pozwoliła na uzyskanie wyższych wydajności etanolu - 87% w stosunku do wydajności teoretycznej niż fermentacja soku gęstego otrzymanego z buraka cukrowego - 84%, zarówno dla preparatu drożdży Etanol Red, jak i preparatu Fermiol. Ponadto okazało się, że wzrost stężenia cukru w podłożu fermentacyjnym otrzymanym z soku gęstego ma statystycznie istotny wpływ na obniżenie procentowej wydajności teoretycznej alkoholu w wypadku obu testowanych preparatów drożdży. Analiza jakościowa otrzymanych destylatów wykazała, że stopień zanieczyszczeń zależy od rodzaju surowca i użytych do fermentacji mikroorganizmów. Najmniejszą zawartością ubocznych produktów fermentacji charakteryzował się destylat otrzymany z soku gęstego z zastosowaniem preparatu drożdży Ethanol Red. Wnioski. Uzyskane wyniki dają dodatkowe możliwości wykorzystania buraka cukrowego w gorzelnictwie, stwarzają nowe rynki zbytu wykorzystujące nadwyżki produkcyjne nie tylko buraka cukrowego, ale jego produktu pośredniego - soku gęstego

Słowa kluczowe

EN

bioethanol; unconventional energy; sugar-beet; raw material; fermentation; thick juice; ethanol production

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2009
• Tom: 08
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.17-24,fig.,ref.

Twórcy

autor

Gumienna M.

• Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznan, Poland

autor

Lasik M.

• Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznan, Poland

autor

Czarnecki Z.

• Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznan, Poland

autor

Szambelan K.

• Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznan, Poland

Bibliografia

• Balcerek M., Pielech-Przybylska K., 2008. Dobór drożdży do fermentacji brzeczek z soku gęstego [Selection of yeast strain for fermentation of thick juice worts]. Przem. Ferm. Owoc.- Warz. 11, 37-40 [in Polish].
• Cybis E., Krzywonos M., Miśkiewicz T., 2006. Etanol w świecie - kierunki użytkowania, surowce i produkty uboczne [Etanol in the world - utilization trends, feedstocks, and by-products]. Przem. Chem. 85/8-9, 1263-1267 [in Polish].
• Grajek W., Gumienna M., Lasik M., Czarnecki Z., 2008. Perspektywy rozwoju technologii produkcji bioetanolu z surowców skrobiowych [Perspectives for etanol production from starchy materials]. Przem. Chem. 87/11, 1094-1101 [in Polish].
• Gumienna M., Lasik M., Szambelan K., Czarnecki Z., Nowak J., 2008. Zastosowanie metody równoczesnej hydrolizy i fermentacji zacierów pszenżytnich do produkcji bioetanolu [Using of simultaneous saccharification and fermentation in triticale mashing for bioethanol production]. Apar. Bad. Dyd. 4, 111-119 [in Polish].
• Jolly L., 2007. Gospodarcza opłacalność produkcji paliwa etylowego [Profitable economy of ethanol fuels production]. Gaz. Cukrown. 1, 45-48 [in Polish].
• Kriełowska-Kułas M., 1993. Badanie jakości produktów spożywczych [Analysis of nutrition products quality]. PWE Warszawa [in Polish].
• Miller G., 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem. 31, 3, 426-428.
• Ogbonna J.C., Mashima H., Tanaka H., 2001. Scale up of fuel ethanol production from sugar beet juice using loofa sponge immobilized bioreactor. Bioresource Technol. 76/6, 1-8.
• Rogulska M., Gumieniuk A., 2006. Biopaliwa - szansa dla polskich cukrowni i producentów buraków cukrowych [Biofuels - chance for sugar industry and sugar beet producers]. Gaz. Cukrown. 9, 278-282 [in Polish].
• Rygielski R., 2002. Biopaliwo szansą polskiego rolnictwa [Biofuels - chance for Polish agriculture]. Nowe Cukrown. 2, 18-19 [in Polish].
• Szopa J.S., Patelski P., 2006. Biotechnologiczne kierunki przetwórstwa buraków cukrowych [Biotechnological in sugar beet processing]. Gaz. Cukrown. 11, 326-327 [in Polish].
• Takeshige K., Ouchi K., 1995. Effects of yeast invertase of etanol production in molasses. J. Ferment. Bioengin. 79/5, 513-515.