石油与环境生物技术杂志

抽象的

利用响应面法优化玉米生物转化为乙醇的发酵参数

Navpreet Kaur Walia*、Kamaljeet Kaur Sekhon、Swaranjit Singh Cameotra、Dharam Paul Chaudhary、Pallavi Srivastava 和 Anil Dutta

世界正面临石油危机问题，需要立即采取一些解决方案。可持续发展作为一种整合社会环境、社会和经济目标的手段，其观念已得到极大发展，目的是在现有体系中最大限度地提高人类福祉，同时又不损害后代的能力。不可持续的发展必然会导致负面的社会、经济和环境影响（OECD 2001）。能源是人类的迫切需要，也是大自然赐予的无价礼物。化石燃料使用量的不断增加和石油储备的枯竭促使我们重新考虑使用可再生能源，这也将减少二氧化碳 (CO2) 的排放。生物燃料（如乙醇）通常被认为是可再生的，因为排放到大气中的二氧化碳在下一个生长周期中会被生长中的作物重新吸收。与碳水化合物转化为乙醇有关的最重要的问题是底物的成本和可用性。因此，值得开发一种经济的方法，允许使用廉价的底物连续转化为乙醇。因此，仍然需要对有效、经济和高效的转化过程进行前沿研究。本研究旨在优化玉米 (Zea mays) 的乙醇生产潜力。为了实现最大乙醇产量，通过优化三个发酵变量（即 pH、温度和底物浓度）进行了实验，这些变量在不同条件下使用设计专家软件 (版本 8. 0.7.1 Stat-Ease Inc；美国) 的响应曲面法 (RSM) 进行了优化。通过中心复合设计优化参数，观察两个变量组合对乙醇产量的影响并保持一个变量不变。在实验期间，在 pH 5.8、温度 31°C 和底物浓度 160 g/L 的条件下，最大乙醇产量为 74.6 g/L。RSM 是一种更好的参数优化方法，因为它比传统方法劳动强度更低、更准确。它减少了发酵批次的数量。所有模型的适用性显著性达到 99%，判定系数为 (0.9923) (0.9735) (0.9662)。