Ammonia disinfection of corn grains intended for ethanol fermentation

• Autorzy: Broda M. , Grajek W.

Warianty tytułu

PL

Dezynfekcji za pomoca amoniaku ziarna zboz przeznaczonego do fermentacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. Bacterial contamination is an ongoing problem for commercial bioethanol plants. It concerns factories using grain and also other raw materials for ethanol fermentation. Bacteria compete with precious yeasts for sugar substrates and micronutrients, secrete lactic and acetic acids, which are toxic for yeast and this competition leads to significant decrease of bioethanol productivity. For this study, bacterial contamination of corn grain was examined. Then the grain was treated by ammonia solution to reduce microbial pollution and after that the microbiological purity of grain was tested one more time. Disinfected and non-disinfected corn grains were ground and fermentation process was performed. Microbiological purity of this process and ethanol yield was checked out. Material and methods. The grain was disinfected by ammonia solution for two weeks. Then the grain was milled and used as a raw material for the ethanol fermentation. The fermentation process was carried out in 500-ml Erlenmeyer flasks. Samples were withdrawn for analysis at 0, 24, 48, 72 hrs. The number of total viable bacteria, lactic acid bacteria, acetic acid bacteria, anaerobic bacteria and the quantity of yeasts and moulds were signified by plate method. Results. Ammonia solution effectively reduces bacterial contamination of corn grain. Mash from grain disinfected by ammonia contains less undesirable microorganisms than mash from crude grain. Moreover, ethanol yield from disinfected grain is at the highest level. Conclusions. The ammonia solution proved to be a good disinfection agent for grain used as a raw material for bioethanol fermentation process

PL

Wstęp. Zanieczyszczenia bakteryjne są poważnym problemem w przemysłowych gorzelniach produkujących bioetanol. Trudności dotyczą gorzelni wykorzystujących jako surowiec do fermentacji nie tylko ziarno zbóż, ale również inne surowce. Niepożądane bakterie współzawodniczą z drożdżami szlachetnymi o substraty odżywcze i cukry, wydzielają kwasy octowy i mlekowy, które są toksyczne dla drożdży. Współzawodnictwo to prowadzi do znaczącego zmniejszenia produktywności bioetanolu. Celem pracy było zbadanie mikroflory zanieczyszczającej ziarno kukurydzy. Ziarno traktowano roztworem amoniaku w celu redukcji niepożądanych mikroorganizmów, po czym ponownie analizowano poziom zanieczyszczenia. Odkażone i nieodkażone ziarno kukurydzy zostało zmielone i poddane procesowi fermentacji. Określono czystość mikrobiologiczną procesu oraz wydajność etanolu. Materiał i metody. Ziarno odkażano roztworem amoniaku przez dwa tygodnie, następnie zmielono i użyto jako surowiec w procesie fermentacji etanolowej. Fermentacje prowadzono w kolbach typu Erlenmeyer o pojemności 500 ml. Próbki do analizy pobierano po 0, 24, 48, 72 h fermentacji. Ogólną liczbę bakterii, liczebność bakterii mlekowych, octowych oraz beztlenowych, a także grzybów i pleśni oznaczono metodą płytkową. Wyniki. Roztwór amoniaku efektywnie redukuje zanieczyszczenia bakteryjne ziarna kukurydzy. Zacier gorzelniczy ze zdezynfekowanego ziarna zawiera mniej niepożądanych mikroorganizmów niż zacier z ziarna nieodkażonego. Wyższa jest wydajność etanolu z ziarna odkażonego. Wnioski. Roztwór amoniaku jest dobrym środkiem dezynfekującym do odkażania ziarna kukurydzy stosowanego jako surowiec do produkcji bioetanolu

Słowa kluczowe

EN

ammonia; disinfection; corn grain; ethanol fermentation; bioethanol; bacterial contamination; fermentation process

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2009
• Tom: 08
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.33-38,fig.,ref.

Twórcy

autor

Broda M.

• Poznan Univeristy of Life Sciences, Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznan, Poland

autor

Grajek W.

• Poznan Univeristy of Life Sciences, Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznan, Poland

Bibliografia

• Bomb Ch., McKormick K., Deurwaarder E., Kaberger T., 2007. Biofuels for transport in Europe: Lessons from Germany and UK. Energ. Policy 35, 2256-2267
• Khan M.F., Smith G.S., Rankins D.L. Jr, 1995. Ammoniation of moldy and nonmoldy praire hay and its feeding value for sheep. Small Rum. Res. 15, 209-216.
• Prasad S., Singh A., Joshi H.C., 2007. Ethanol as alternative fuel from agricultural, industrial and urban residues. Res. Conserv. Recyc. 50, 1-39.
• Rosillo-Cale F., Walter A., 2006. Global market for bioethanol: historical trends and future prospects. Energ. Sustain. Develop. 10, 1, 20-32.
• Shell D.J., Dowe N., Ibsen K.N., Riley C.J., Ruth M.F., Lumpkin R.E., 2006, Contaminant occurrence, identification and control in a pilot-scale corn fiber to ethanol conversion process. Biores. Technol. 98, 2942-2948.
• Skinner K.A., Leathers T.D., 2004. Bacterial contaminants of fuel ethanol production. J. Ind. Microb. Biotechnol. 31, 401-408.
• Tajkarimi M., Riemann H.P., Hajmeer M.N., Gomez E.L., Razavilar V., Cliver D.O., 2008. Ammonia disinfection of animal feeds – Laboratory study. Int. J. Food Microbiol. 122, 23-28.