Bioethanol is one of the most important liquid biofuels and is capable of significantly reducing fossil fuel consumption and greenhouse gas emissions. A wide range of raw materials are used for its production. First- and fourth-generation bioethanol is distinguished. The ethanol production process can be carried out using biological or synthetic technologies. Fermentation allows the production of ethanol from renewable raw materials, while synthetic production allows for a high-purity product, but requires the use of petrochemical raw materials. Process optimization includes, among other things, modernizing process water recovery systems, using biological methods involving algae, and integrating bioethanol production with other energy processes. Life-Cycle Assessment (LCA) indicates that greenhouse gas emissions from field fertilization and the high water consumption of the entire process remain a significant environmental issue. The use of bioethanol as a transport fuel additive is supported by European Union policy, while the first-generation bioethanol market is successfully developing in Brazil and its production is currently the cheapest. Bioethanol, especially second generation, is an important element of energy transformation, but its economic competitiveness requires further technological innovation and regulatory support.
Fermentacja jest jednym z najstarszych, a zarazem najbardziej wszechstronnych procesów biotechnologicznych, wykorzystywanym zarówno w tradycyjnym przetwórstwie żywności, jak i we współczesnym przemyśle chemicznym, farmaceutycznym oraz energetycznym. Stanowi ona kluczowe narzędzie nowoczesnej biotechnologii i zrównoważonego przemysłu. Proces ten zachodzi przy udziale mikroorganizmów, takich jak bakterie czy drożdże, które przekształcają substraty organiczne w związki biologicznie czynne o zmodyfikowanych właściwościach funkcjonalnych. Niniejszy artykuł przedstawia kompleksową charakterystykę głównych typów fermentacji mikrobiologicznej – mlekowej, masłowej, propionowej, alkoholowej i octowej, ze szczególnym uwzględnieniem szlaków metabolicznych, mechanizmów enzymatycznych oraz zróżnicowanych taksonomicznie grup mikroorganizmów zaangażowanych w te procesy. Szczególną uwagę poświęcono również szerokiemu zakresowi zastosowań przemysłowych produktów uzyskanych w procesie fermentacji, w tym ich wykorzystaniu jako naturalnych środków konserwujących, prekursorów biodegradowalnych polimerów, funkcjonalnych dodatków do żywności, półproduktów chemicznych i składników bioaktywnych w preparatach farmaceutycznych.
EN
Fermentation is one of the oldest and most versatile biotechnological processes, employed both in traditional food processing and in modern chemical, pharmaceutical, and energy industries. It constitutes a fundamental tool of contemporary biotechnology and sustainable industrial development. This process is mediated by microorganisms, such as bacteria and yeasts, which convert organic substrates into bioactive compounds with modified functional properties. This review provides a comprehensive overview of the main types of microbial fermentation – lactic, butyric, propionic, alcoholic, and acetic – with particular emphasis on their metabolic pathways, enzymatic mechanisms, and the taxonomically diverse groups of microorganisms involved. Special attention is also given to the wide range of industrial applications of fermentationderived products, including their use as natural preservatives, precursors of biodegradable polymers, functional food additives, chemical intermediates, and bioactive components in pharmaceutical formulations.
The article examines the current issues of beer production related to the yeast foam formation during fermentation, and discusses the importance of controlling the fermentation stages to ensure the proper product quality. Computer vision technologies were applied to identify the stages of the main fermentation. Based on the analysis of the computer vision algorithms, the K-means method was used for image clustering. The systematic description of the algorithm for detecting contaminated foam based on the K-means method is provided.
PL
W artykule omówiono bieżące problemy produkcji piwa związane z powstawaniem piany drożdżowej podczas fermentacji oraz omówiono znaczenie kontrolowania etapów fermentacji w celu zapewnienia odpowiedniej jakości produktu. Zastosowano technologie wizji komputerowej w celu zidentyfikowania etapów głównej fermentacji. Na podstawie analizy algorytmów wizji komputerowej do klasteryzacji obrazów zastosowano metodę K-means. Przedstawiono systematyczny opis algorytmu wykrywania zanieczyszczonej piany w oparciu o metodę K-means.
Jedną z metod oczyszczania ciekłej frakcji pofermentu, pochodzącego z odwadniania pozostałości z procesu fermentacji metanowej w biogazowniach, może być zastosowanie ciśnieniowych procesów membranowych.
Soki owocowe, w porównaniu do warzywnych, zawierają zdecydowanie więcej naturalnie występujących cukrów, takich jak fruktoza, glukoza i sacharoza. W związku z przepisami oraz wymogami konsumentów będzie można obniżać ich zawartość. Jak to zrobić?
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zarysowano problem gospodarki odpadami tekstylnymi w świetle propagowanego na świecie modelu biznesowego fast fashion. Realizowany obecnie sposób unieszkodliwiania tego rodzaju odpadów poprzez recykling materiałowy staje się nieefektywny wobec coraz to większego strumienia takich zanieczyszczeń wprowadzanego do środowiska oraz dodawania do wyrobów bawełnianych włókien syntetycznych wydłużających ich czas składowania w środowisku. Przedstawiono alternatywny model postępowania, w którym odpady bawełniane poddawane są hydrolizie kwasowej, a hydrolizaty po neutralizacji wykorzystywane są jako medium fermentacyjne do hodowli drożdży w kierunku etanolu lub białka mikrobiologicznego.
EN
An alternative waste textile treatment model was developed, where cotton waste was subjected to acid hydrolysis. The hydrolysates were neutralized and used as a fermentation medium for yeast culture to produce EtOH or microbial protein.
The increasing demand for renewable energy sources has intensified interest in exploring biomass for bioenergy production. Selection of suitable feedstock is significant for the economic viability and ecological impact. Lignocellulosic biomass, derived from non-food plants materials, has emerged as an attractive substrate with low cost and no competition to food crops. Gleditsia triacanthos offers a promising alternative due to its widespread availability, adaptability to diverse climates and soil conditions, fast growth, and high biomass yield. This study investigates the potential of G. triacanthos biomass as a viable substrate for bioethanol production through a combination of pretreatment method, microbiological hydrolysis, and fermentation processes. The biological pretreatment method to enhance cellulose accessibility was analysed. Fermentation trials were carried out using Saccharomyces cerevisiae to assess ethanol yield. Eleven strains with potential cellulolytic activity to the analysed biomass were isolated. The activity index for these strains ranged from 1.09 to 4.86. Results demonstrated that G. triacanthos biomass using selected strains could be converted to fermentable sugars. The highest amount of distillate (83.7 cm3) was obtained after pretreatment and hydrolysis with the BS5 strain (36.3% v/v). These findings indicate that G. triacanthos biomass is a viable and sustainable resource for second-generation bioethanol production, contributing to the development of renewable energy technologies and the mitigation of fossil fuel dependency.
Forestry residues (FR) and medicinal-aromatic plant waste (MAPW) are considered potential resources for energy recovery. In this context, we explore the bioethanol production potential of three microbial strains Aspergillus niger, Zymomonas mobilis, and Trichoderma longibrachiatum using this lignocellulosic hydrolysate as a substrate. The blend of FR and MAPW was pretreated by different methods like acid sulfuric (AS), steam explosion (SE), and enzymatic (E). The ethanol yield was measured by gas chromatography (GC). Zymomonas mobilis demonstrated the highest ethanol yield of 5.95% on untreated substrate. Conversely, Aspergillus niger exhibited peak performance with an ethanol yield of 10.78% following AS, SE and E combined pretreatment. Trichoderma longibrachiatum, yielded ethanol ranging from 1.27% to 2.47%. Furthermore, the use of immobilized d’ Aspergillus niger strains revealed a small decrease in ethanol yield from 11.34% in the first cycle to only 5.02% in the sixth cycle. In conclusion, Aspergillus niger emerges as a promising candidate due to its dual functionality in pretreatment and ethanol fermentation, offering pathways for advancing sustainable biofuel technologies.
Rabbits, which are commonly raised as livestock in many rural areas of Asian countries, produce liquid waste called urine that can have negative environmental impacts. In order to tackle this issue, the development of technology is necessary to effectively process this waste into a form that can be utilized without causing harm to the environment. Urine contains valuable organic compounds that can be used as raw materials for the production of liquid organic fertilizer (LOF). The quality of this fertilizer is dependent on the availability of microorganism substrates and the duration of fermentation. The objective of this study is to investigate the influence of different substrates and fermentation periods on the properties of liquid organic fertilizer. The raw material used in this research is locally sourced rabbit urine. The experiments were conducted in a laboratory at the Faculty of Animal Science, Hasanuddin University, Indonesia. Three types of substrates were employed: bioactivator animal substrate (BAsb), bioactivator plant substrate (BPsb), and commercial microorganism (C-mic) as the control. Two different fermentation periods were tested: 2 weeks and 4 weeks. The data were analyzed using a completely randomized design (CRD) with factorial patterns. The results revealed that the type of bioactivator substrate had a significant impact (p<0.05) on the N-organic, C/N ratio, P2O5, and K2O content. However, pH and C-organic showed no significant effect (p>0.05). Additionally, fermentation time had a significant effect (p<0.05) on C-organic, N-organic, and the C/N ratio, but pH did not have a significant effect (p>0.05). Moreover, there was a significant interaction (p<0.05) between the substrate type and fermentation time in the LOF-RU process. The production of N-organic content from local rabbit urine yielded promising results. For the LOF-RU production process with BAsb or BPsb, fermentation periods of up to 4 weeks can be applied.
Several nations are committed to developing an alternative energy source to achieve the net zero emissions (NZE) target. A typical alternative is bioethanol, which has been reported to be a renewable energy supporting the achievement of the target. Although banana pseudostem waste is often minimally utilized and discarded by the community, several studies have shown its potential to yield bioethanol due to the high cellulose content. Therefore, this study aimed to synthesize bioethanol from banana pseudostem waste (Musa balbisiana) pretreated with potassium hydroxide (KOH) microwave using hydrolysis and fermentation. The effect of yeast concentrations (8%, 10%, and 12%) and fermentation times (6, 7, 8, 12, and 13 days) on the pretreated sample was also analyzed. Fermentation was carried out using enzymatic kinetic modeling with Michaelis Menten’s equations to determine the reaction rate. The results showed that the sample with 12% yeast and fermentation time of 13 days produced the highest ethanol content (41.5%). In addition, the appropriate kinetic modeling results were similar to Hanes Woolf’s linearization modeling. The 10% yeast concentration led to KM values of 1.606×10-3g mL-1 and Vmax of 6.837×10-4g mL-1h.
Tempeh processing produces waste in the form of liquid and solid waste that can be utilized into eco-enzyme with the addition of yeast and substrate and lemon peel as a companion raw material. This study aimed to produce eco-enzyme from tempeh waste which is then applied as a preservative for mango fruit. The fixed variables in this study are the volume of liquid waste, the amount of epidermis solid waste, the amount of lemon peel, and the amount of yeast and the length of fermentation time. The independent variables were fermenter type (1 and 2) and substrate type (brown sugar (Eco-A), granulated sugar (Eco-B), and molasses (Eco-C)). The results showed that the eco-enzyme products produced were light brown (Eco-A and Eco-C), light yellow (Eco-B) and had a fresh sour aroma typical of lemon peel. The volume of eco-enzyme products after fermentation process were Eco-A1 3.45; Eco-A2 3.27; Eco-B1 3.35; Eco-B2 3.55; Eco-C1 3.25; and Eco-C2 3.36 L. The pH value obtained ranged from 3.05-3.25. Phenol levels ranged from 0.050–0.175 mg/L. The fruit preservation process obtained with Eco-C1 is the best variable, where the mango fruit has a shelf life of up to 16 days, with commercial organic preservatives for 12 days and mango fruit without preservatives has a shelf life of 10 days. The preservative from tempeh waste is potential to develop as a commercial product.
Ilość stałych odpadów organicznych stale rośnie. Jest to spowodowane wzrostem potencjału przemysłowego i rolniczego, a także nieefektywnością istniejących technologii przetwarzania odpadów. Biotechnologie mogą zapewnić skuteczne, przyjazne dla środowiska rozwiązania w zakresie przetwarzania odpadów. Dlatego celem naszej pracy było porównanie efektywności ściśle beztlenowej fermentacji wieloskładnikowych stałych odpadów organicznych z syntezą wodoru i przetwarzania odpadów z pulsacyjnym dostępem powietrza w bioreaktorach okresowych. Podczas fermentacji kontrolowano następujące parametry: pH, potencjał redoks (Eh), stężenie rozpuszczonych substancji organicznych oraz zawartość H2 , O2 i CO2 w fazie gazowej. Efektywność oceniano poprzez czas trwania procesu, obliczenie stosunku początkowej i końcowej masy odpadów (Кd) oraz uzysk wodoru cząsteczkowego. Uzyskane wyniki wykazały wysoką skuteczność degradacji odpadów organicznych w obu wariantach. Masa odpadów zmniejszyła się odpowiednio 83-krotnie i 86-krotnie. Czas fermentacji w warunkach ściśle beztlenowych wynosił 4 dni, natomiast w trybie z pulsacyjnym dostępem powietrza 7 dni. W pierwszym wariancie uzyskano 2,8-krotnie większy uzysk wodoru (54±4,1 L/kg odpadów), w drugim zmniejszono stężenie rozpuszczonych związków organicznych w płynie pofermentacyjnym. Fermentacja jest skuteczną metodą przyspieszonej degradacji stałych odpadów organicznych. Fermentacja ściśle beztlenowa okazała się przydatna w potrzebie przyspieszenia procesu. Tryb z pulsacyjnym dostępem powietrza pozwala nie tylko na degradację odpadów stałych, ale także na oczyszczenie płynu pofermentacyjnego.
Sapindus saponins are potential biosurfactants that can widely be used to replace many chemical cleaning products. This study aimed to investigate the water extraction of saponins from the pericarps of Sapindus mukorossi and enhance the sensory properties of the extract by yeast fermentation. Extraction conditions including temperature, solid-to-liquid ratio, extraction time, and number of extraction times were studied. A yield of 21.4% was obtained by 2 h of extraction at 80 °C with a solid-to-liquid of 1/6 (w/v) and two times. Fermentation was used to purify the Sapindus extract, inoculum amount and fermentation time were optimized. The fermentation by S. cerevisiae (2%) within 4 days significantly improved the color and smell of aqueous extract, turbidity decreased by 75.6%, total sugar content decreased by nearly 50% and saponins content slightly decreased. These results could contribute to the development of industrial–scale production of Sapindus saponins.
Oferta surowców kosmetycznych jest systematycznie poszerzana o nowe składniki, w tym również te wytwarzane na drodze fermentacji. Ten bioproces, zapewniający przemiany związków organicznych, zachodzące pod wpływem odpowiednio dobranych drobnoustrojów, stanowi swoistą alternatywę dla typowych reakcji chemicznych. Co istotne, jest to metoda przyjazna środowisku, minimalizująca zużycie i wytwarzanie szkodliwych związków, ograniczająca zużycie energii, bazująca na surowcach odnawialnych.
Starch can be found in microalgae, the raw material for the third generation of bioethanol production. One of them is C. pyrenoidosa. This study was conducted to analyze the effect of α-amylase enzyme concentration on the glucose contents produced and the effects of fermentation time on bioethanol contents produced. The hydrolysis process of this study was conducted using an α-amylase enzyme produced by A. niger. Several analyses in this research were carried out, including the analysis of enzyme activity using the Fuwa method, the analysis of glucose levels from enzymatic hydrolysis using the DNS method, and the analysis of bioethanol contents using the density method and GC-MS. The highest glucose content was 0.67 mg/mL, which was obtained from the addition of 40% (v/w) α-amylase enzyme, and the yield of bioethanol content from the sample treated 40% (v/w) α-amylase enzyme and fermented for 9 days was the optimum, which produced 28.07% of bioethanol content.
Co zrobić z coraz większym strumieniem bioodpadów? Wielopolska posiada plan i dobre przykłady wykonanych realizacji. Bioodpady stanowią cenny zasób surowcowy. Zasób, którego jest coraz więcej, a dzięki selektywnej zbiórce również jego jakość ulega poprawie. Coraz więcej gmin i przedsiębiorstw zakłada zatem ich efektywne zagospodarowanie, chociażby poprzez plany powstawania kolejnych biogazowni.
The hydrolysis of lignocellulosic biomass results in the production of so-called fermentation inhibitors, which reduce the efficiency of biohydrogen production. To increase the efficiency of hydrogen production, inhibitors should be removed from aqueous hydrolysate solutions before the fermentation process. This paper presents a new approach to the detoxification of hydrolysates with the simultaneous formation of in-situ deep eutectic solvents (DES). In the first stage of the study, inhibitors were identified in the real hydrolysate samples using high-performance liquid chromatography (HPLC). Four monoterpenes were tested for their potential to extract furfural (FF) with simultaneous DES formation. An optimization process of the most important parameters affecting the extraction process and DES formation (Thymol:FF) was conducted using the Central Composite Design (CCD) model. A temperature of 40 ◦C, pH of 7, mHBD : mHYD ratio of 2:1, and time of 50 min were selected as the optimal conditions. These results indicate the high efficiency of FF removal from hydrolysates (92.1–94.6%) in a one-step process. Meanwhile, the structural properties of the formed DES measured by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) differed only slightly from those of the DES composed of pure substances (Furfural and Thymol).
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono symulację numeryczną bioreaktora do produkcji wodoru z ciemnej fermentacji, w której substratem były produkty zawierające glukozę. Zastosowano uśrednione równanie Naviera i Stokesa z dwufazowym przepływem uwzględniającym międzyfazowy transport masy składników z modelem kinetycznym. Symulacja złożonego procesu biologicznego za pomocą modelowania numerycznego opartego na obliczeniowej dynamice płynów pozwoliła określić i znaleźć istotne zmienne wraz z ich wzajemnym oddziaływaniem na poziomie lokalnym, dostarczając narzędzi do optymalizacji produkcji i zwiększania skali bioreaktora.
EN
Prodn. of H by dark fermentation of a glucose-contg. substrate in a bioreactor was numerically simulated basing on computational fluid dynamics. The averaged Navier-Stokes equation with a 2-phase flow was used as a kinetic model taking into account the interphase mass transport of components. The simulation allowed to identify and find significant variables with their interactions at their local levels, providing a tool for construction, optimize and scale up the bioreactor.
The number of people following plant-based diets is increasing tremendously. One of the most popular plant replacements for animal products is plant-based beverages, which are one of the food groups that are irreplaceable in the vegan food industry. With the growing popularity of plant-based diets, the demand for fermented plant-based beverages is also growing. This article provides a brief overview of the fermentation of plant-based beverages using lactic acid bacteria (LAB). The general characteristics of plant-based beverages were presented and the survival of LAB in different types of plantbased milk substitutes was analyzed. The biggest challenge facing producers of fermented plant-based beverages is to ensure a sufficiently high survival rate of probiotic bacteria, which are responsible for causing the health effect. This review showed that the presented milk substitutes made from cereals, pseudocereals, legumes, seeds, nuts, and other raw materials constitute a suitable matrix for the fermentation. Despite many studies and experiments, the topic is still relevant, with many scientific reports finding a place in top trade journals.
PL
Liczba osób stosujących diety roślinne rośnie w zaskakująco szybkim tempie. Jednym z najpopularniejszych zamienników roślinnych produktów odzwierzęcych są napoje roślinne, które stanowią jedną z grup żywności niezastąpionych w wegańskim przemyśle spożywczym. Wraz z rosnącą popularnością diet roślinnych rośnie również zapotrzebowanie na fermentowane napoje roślinne. Niniejszy artykuł przedstawia krótki przegląd literatury dotyczącej fermentacji napojów roślinnych z wykorzystaniem bakterii kwasu mlekowego (LAB). Przedstawiono ogólną charakterystykę napojów roślinnych oraz przeanalizowano przeżywalność LAB w różnych rodzajach roślinnych substytutów mleka. Największym wyzwaniem stojącym przed producentami fermentowanych napojów roślinnych jest zapewnienie odpowiednio wysokiej przeżywalności bakterii probiotycznych, odpowiedzialnych za wywoływanie efektu zdrowotnego. Przegląd ten wykazał, że przedstawione napoje roślinne, wytworzone ze zbóż, pseudozbóż, strączków, nasion, orzechów i innych surowców, stanowią odpowiednią matrycę do procesu fermentacji. Pomimo wielu badań i eksperymentów, temat ten jest jednak nadal aktualny, a wiele doniesień naukowych znajduje swoje miejsce w czołowych czasopismach branżowych.
Fermentacja to proces metaboliczny, podczas którego następuje przekształcenie węglowodanów w kwasy organiczne, gazy i alkohole przy udziale mikroorganizmów, takich jak bakterie, drożdżaki czy grzyby strzępkowe [1]. Proces fermentacji wykorzystywany jest od wieków jako źródło substancji stosowanych w medycynie, przemyśle spożywczym, a także kosmetycznym [2].
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.