Abstrakt

Biotechnologie 2013: Taguchi Design of Experiments (DOE) für Fermentationen, Vorbehandlungen und Inhibitorstudien – Sreenivas Rao Ravella – Aberystwyth University

Sreenivas Rao Ravella, David Bryant, Mamatha Potu und Joe Gallagher Aberystwyth 

Eine Bioraffinerie ist eine Einrichtung, die Biomasseumwandlungstechniken und -geräte integriert, um aus Biomasse Kraftstoffe, Chemikalien, kommissionsfähige Produkte, Futtermittel, Materialien und Energie herzustellen. Die BEACON-Bioraffinerie-Plattform ist ein innovationsorientiertes Forschungsprojekt, das sich auf die Zusammenarbeit mit Unternehmen zur Entwicklung neuer Produkte, Techniken und Methoden konzentriert, die Innovation und kommerziellen Nutzen bringen. Die Verarbeitung und Umwandlung von Pflanzenbiomasse bietet eine Reihe von Optimierungsmöglichkeiten. Trends in der Umwandlungstechnologie sind ebenfalls Teil des Projekts, z. B. die Entwicklung neuer Vorbehandlungstechniken für die direkte Umwandlung von Pflanzenbiomasse. Derzeit besteht Bedarf an effizienteren und robusteren Techniken, die mehr Biomasse mit weniger Inhibitoren umwandeln können. Fortschritte in diesen Bereichen werden eine effiziente Umwandlung/Fermentation von pflanzlichen Substraten in höherwertige Produkte ermöglichen. Wir optimieren derzeit die Vorbehandlungstechnologie mithilfe eines auf Taguchi basierenden Versuchsaufbaus für Haferspelzen im Pilotmaßstab. Ein auf Taguchi basierender Versuchsaufbau (DOE) wird verwendet, um Experimente durchzuführen, um den Vorbehandlungsprozess zu untersuchen und die Vorbehandlungsbedingungen zu optimieren. Die Varianzanalyse (ANOVA) wurde durchgeführt, um den optimalen Wert zu ermitteln und die Art und die Wechselwirkungen jedes Elements auf die Vorbehandlung zu verstehen. Vorbehandlungen auf der Basis einer zweistufigen Dampfexplosion in Kombination mit einer Zwischentrennung wurden eingesetzt, um den Inhibitorgehalt zu verringern. Diese zweistufige Dampfexplosion verringert den Inhibitorgehalt, fördert die Fermentation von Lignocellulose und vereinfacht den Prozess der Entgiftung. Erfüllen Sie das praktische Potenzial von DOE – mit einer leistungsstarken 16-stufigen Methode zur Anwendung der Taguchi-Methode. Im letzten Jahrzehnt hat die Versuchsplanung (DOE) durch die Arbeit des japanischen Managementgurus Genechi Taguchi bemerkenswerte Fortschritte gemacht. Bislang waren Bücher über die Taguchi-Methode jedoch voller Theorie und komplexer statistischer Analysen. Diese bahnbrechende Arbeit überträgt die Taguchi-Methode nun in ein leicht zu implementierendes 16-stufiges System. Dieses reich bebilderte E-Book/CD-ROM-Paket basiert auf Ranjit Roys erfolgreichem Taguchi-Lehrplan und vermittelt den Lesern das Wissen und die Fähigkeiten, die sie benötigen, um den Taguchi-Ansatz für Ingenieurprojekte zu verstehen und zu befolgen – von der Konzeption und Planung bis hin zur praktischen Analyse der Daten. Es ist für Manager und Techniker ohne technischen oder statistischen Hochschulabschluss geeignet und hilft den Lesern durch die in jedem Kapitel behandelten Übungen, schnell mit der Verwendung der Taguchi DOE-Ausrüstung zu beginnen. Zu den einzigartigen Funktionen gehören: 

* Eine beiliegende CD-ROM mit der Qualitek-4-Software, die Berechnungen durchführt und alle im E-Book beschriebenen Beispielexperimente durchführt 

* hassle-solving physical games applicable to real engineering situations, with answers protected at the give up of the text 

* coverage of two-, three-, and four-level elements, analysis of variance, sturdy designs, mixture designs, and extra 

 Engineers and technical personnel running in manner and product design-in addition to other experts interested in the Taguchi technique-will find this ebook/CD-ROM a relatively crucial and useful asset for making the most of DOE of their paintings. 

because the closure of several Kraft pulp turbines in the beyond decade in Canada, efforts to reposition the world has resulted in a revision of the enterprise version of presently running generators via reworking them into incorporated forest Biorefineries (IFBRs) [1]. An IFBR commonly entails the diversification of the product portfolio of a mill by using integrating new methods for sustainable products, along with biochemicals, bioenergy, biofuels, or biomaterials. different advantages of a biorefinery included into a Kraft dissolving pulping mill encompass: (i) the existing infrastructure on web site can lessen the investment fees for the biorefinery; (ii) skilled manpower with enjoy in biomass dealing with and processing is to be had on web page; (iii) the heating and cooling application requirements may be provided (partially or completely) by way of the mill. five Kraft pulp mills in Canada had been converted from paper grade to dissolving grade pulp methods in the past. In 2014, three different mills had been under conversion, because of an increase inside the price and global call for for dissolving grade pulp, which may be used for the manufacture of textile fibers [2]. Dissolving Kraft pulp turbines are appropriate receptors of a sugar platform biorefinery, due to the fact the prehydrolysis of the wood chips to do away with the hemicellulose fraction is finished prior to cooking, therefore making hemicellulosic sugars to be had for new merchandise. currently, the hemicelluloses are usually combusted to produce power inside the chemical restoration cycle of the pulping method. several strategies exist for the prehydrolysis of timber chips. the use of warm water is nice, due to the fact it's far a mature, fee-efficient method, and does no longer require using chemicals. moreover, the hemicellulose sugars can be without problems extracted and recovered. The ensuing stream is dilute and consists of a mixture of pentose and hexose sugars with less than 4% w/v general sugar [3], and small portions of organic acids and phenolics. Valorization of this flow through a biochemical pathway to provide biofuels, such as ethanol and butanol, or a chemical pathway for bioproducts, consisting of furfural or xylitol, is feasible. In generators with a hardwood feedstock, it's miles effective to supply a platform bio-product, inclusive of furfural, because the pentoses, which make up the best proportion of the prehydrolysate movement, are more difficult to ferment into biofuels than hexoses. additionally, the manufacturing fee of biofuels from this sort of flow is higher than from opportunity feedstock, like sugar cane or corn [4]. Furfural is a platform chemical, that could update several industrial natural compounds which can be currently made from crude oil. 

Biography 

Sreenivas Rao Ravella hat seinen Ph.D. in Mikrobiologie an der Osmania University und seine Postdoc-Studien am Centre for Cellular and Molecular Biology (CCMB), Hyderabad, Indien, abgeschlossen. Er ist leitender Fermentationswissenschaftler am Institute of Biological and Environmental Rural Sciences (IBERS), einer führenden Forschungsorganisation in Großbritannien. Er hat mehr als 40 Artikel in renommierten Zeitschriften veröffentlicht und war als Gutachter für mehrere wissenschaftliche Zeitschriften tätig. 

rsr@aber.ac.uk