Ekobiotechnology of processing of the wastes for the receipt of bioethanol

Authors

  • S. N. Garmash State Higher Educational Establishment «The Ukrainian State Chemical-Technological University», Gagarin avenue, 8, 49605, Dnepropetrovsk, Ukraine, Ukraine
  • V. A. Gerasimenko State Higher Educational Establishment «The Ukrainian State Chemical-Technological University», Gagarin avenue, 8, 49605, Dnepropetrovsk, Ukraine, Ukraine
  • G. G. Runova State Higher Educational Establishment «The Ukrainian State Chemical-Technological University», Gagarin avenue, 8, 49605, Dnepropetrovsk, Ukraine, Ukraine

Keywords:

cellulose wastes, hydrolysis, yeasts Hansenula polymorpha, bioethanol.

Abstract

The supplies of minerals diminish annually, the search of alternative energy sources is actual. It is expedient to produce a bioethanol from wastes of cellulose. Power potential of Ukraine for the production of bioethanol is the 2,36 million tons of conditional fuel. The aim of our work is research of produce of bioethanol from multitonnage wastes of agroindustrial complex: wastes of corn, sugar beet, potato.  It is suggested to use yeasts Hansenula polymorpha for the process of simultaneous saccharification and fermentation. The industrial use of these yeasts is conditioned by their capacity for the accumulation of considerable biomas in a fermenter, that provides the high exit of foods. The main stages of this process are: thermal treatment of raw material, hydrolysis of starch, fermentation, separation of liquid, cooling, distillation of solution. Hydroalcoholic solution appeared after fermentation in anaerobic terms, a liquid was chilled and outdrove an bioethanol. Pilot-scale from 100000 т of wastes it is possible to get from 14 to 17 million l of bioethanol that contains 68...74 % of ethanol.  For the first time the researches of bioconversion of the agricultural wastes were carried out: wastes of corn, sugar beet and potato. The offered technology will allow to receive an alternative energy source (bioethanol), and also will allow to utilize wastes.  Introduction of the offered technology of bioutilization of wastes will allow to improve an ecological situation on territories of an enterprise. A bioethanol is a perspective and an expensive alternative energy source. Wastes of production of bioethanol can be used as a fertilizer and forage additions for animals, birds etc. Offered technology is economically and ecologically advantageous for agricultural enterprises.


Author Biographies

S. N. Garmash, State Higher Educational Establishment «The Ukrainian State Chemical-Technological University», Gagarin avenue, 8, 49605, Dnepropetrovsk, Ukraine

Cand. Sc. (Agr.), Ass. Prof., Department of biotechnology and safety of vital activity

V. A. Gerasimenko, State Higher Educational Establishment «The Ukrainian State Chemical-Technological University», Gagarin avenue, 8, 49605, Dnepropetrovsk, Ukraine

Cand. Sc. (Chem.), Ass. Prof., Department of biotechnology and safety of vital activity

G. G. Runova, State Higher Educational Establishment «The Ukrainian State Chemical-Technological University», Gagarin avenue, 8, 49605, Dnepropetrovsk, Ukraine

Department of biotechnology and safety of vital activity

References

Байбакова О. В. Биоконверсия лигноцеллюлозного субстрата мискантуса в этанол // Фундаментальные исследования. – 2015. - № 2. – С. 2783-2786. Baybakova O. V. Biokonversiya lignotselyuloznogo substrata miskantusa v etanol [Bioconversion of lingo-cellulose substrat of miskantus into an ethanol]. Fundamentalnuye isledovaniya – Fundamental researches, 2015, no. 2, pp. 2783-2786. http://cyberleninka.ru/article/n/biokonversiya-lignotsellyuloznogo-substrata-miskantusa-v-etanol

Вильданов Ф. Ш., Латыпова Ф. Н., Чанышев Р. Р., Николаева С. В. Современные методы получения биоэтанола // Башкирский химический журнал. – 2011. – Т. 18. - № 2. – С. 128-134. Vildanov F. Sh., Latupova F. N., Chanushev R. R., Nickolaeva S. V. Sovremennye metody polucheniya bioetanola [Modern methods of production of bioethanol]. Bashkirskiy himicheskiy gurnal – Bashkir chemical magazine, 2011, V. 18. no. 2, pp. 128-134. http://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-metody-polucheniya-bioetanola

Гармаш С. Н. Биотрансформация целлюлозо-содержащих отходов с целью получения биоэтанола //Вопросы химии и химической технологии. – 2013. – № 5. – С. 17-22. Garmash S. N. Biotransformatsiya tselulozosodergashih othodov s tselyu polucheniya bioetanola [Biotransformation of cellulose wastes with the purpose of receipt of bioethanol]. Voprosu himii i himicheskoy tehnologii – The questions of chemistry and chemical technology, 2013, no. 5, pp. 17-22. http://nbuv.gov.ua/j-pdf/Vchem_2013_5_5.pdf.

Гармаш С. М. Перспективи використання відходів сільського господарства та переробної промисловості для отримання біопалива в Україні //Біотехнологія ХХІ століття: Міжн. наук.-практ. конф. до 200-річчя Т.Г. Шевченка: тези доп., 25.04.14. – К., НТУУ «КПІ», 2014. – С. 117. Garmash S. N. Perspektivu vukorustanya vidhodiv silskogo gospodarstva ta pererobnoi promuslovosti dlya otrumanya biopaluva v Ukraini [Prospects of utilization of wastes of agriculture and processing industry for the receipt of biopropellant in Ukraine]. Biotehnologiya XXI stolittya: conferenciya – Biotechnology XXI century Kyiv, 2014, p. 117. http://www.biotech.kpi.ua/files/2014.pdf

Гелетуха Г. Г., Железная Т. А. Место биоэнергетики в проекте обновленной энергетической стратегии Украины до 2030 года // Промышленная теплотехника. – 2013. – Т. 35. - № 2. – С. 64-70. Geletuha G. G., Zeleznaya T. A. Mesto bioenergetiki v proekte obnovlenoi energeticheskoy strategii Ukrainu do 2030 goda [Place of bioenergetics in the project of the renewed power strategy of Ukraine to 2030]. Promushlennaya teplotehnika – Industrial heating engineering, Kyiv, 2013, V. 35, no. 2, pp. 64-70. http://www.uabio.org/img/files/docs/place-of-bm-in-energy-strategy.pdf

Дмитрук К. В., Сибирный А. А. Метаболическая инженерия дрожжей Hansenula polymorpha для создания эффективных продуцентов этанола //Цитология и генетика. – 2013. – Т. 47. – N 6. – С. 3-21. Dmytruk K. V., Sibirny A. A. Metabolicheskaya ingeneriya drogey Hansenula polymorpha dlya sozdaniya efektivnuh produtsentov etanola [Metabolic engineering of the yeast Hansenula polymorpha for the construction of efficient ethanol producers]. Tsitologiya i genetika – Cytology and genetics, 2013, V. 47, no. 6, pp. 3-21. http://cytgen.com/ru/2013/_3-21N6V47.htm

Дорджиев С. С., Патеева И. Б. Энергоресурсо-сберегающая технология получения биоэтанола из зеленой массы растений Heracleum // Ползуновский вестник. – 2011. – № 2/2. – С. 251-255. Dorgiev S. S., Pateeva I. B. Energoresursosberegayushaya tehnologiya polucheniya bioetanola iz zelenoy masu rasteniy Heracleum [Energy and resource saving technology of receipt of bioethanol from green mass of Heracleum]. Polzunovskiy vestnik – Polzunov’s announcer, Moscow, 2011, no. 2/2, pp. 251-255. http://elib.altstu.ru/elib/books/Files/pv2011_02_2/pdf/251dorgiev.pdf

Концепція цільової комплексної програми наукових досліджень НАН України «Біологічні ресурси і новітні технології біоенергоконверсії» на 2013-2017 рр. Розпорядження Президії НАНУ від 20.03.2013 р. № 189. Kontseptsiya tsilevoy komplexnoy programu naukovuh doslidgen NAN Ukrainu «Biologichni resursu I nivitni tehnologii bioenergokonversii» na 2013-2017 roku. Rozporyadgenya Prezidii NAS Ukrainu vid 20.03. 2013 р. № 189 [Conception of the special purpose complex program of scientific researches of NАS of Ukraine the «Biological resources and newest technologies of bioenergoconversion» on 2013-2017, Order of Presidium of NАS of Ukraine from 20.03.2013 № 189]. Kyiv, 2013. http://litterref.ru/ujgpolujgyfsjgeaty.html

Розанов А. С., Котенко А. В., Акбердин И. Р., Пельтек С. Е. Рекомбинантные штаммы Saccharomyces cerevisiae для получения этанола из растительной биомассы // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2014. Т. 18. - № 4/2. – С. 989-998. Rozanov A. S., Kotenko A. V., Akberdin I. R., Peltek S. E. Rekombinantnuye shtamu Saccharomyces cerevisiae dlya polucheniya etanola iz rastitelnoy biomasu [Recombinant stamms of Saccharomyces cerevisiae for thereceipt of ethanol from vegetable biomass]. Vavilivskiy gurnal genetiki I selektsii – Vavilov’s magazine of genetics and selection, Moscow, 2014, V. 18, no. 4/2, pp. 989-998. http://www.bionet.nsc.ru/vogis/download/18-4-2/019_Rozanov.pdf

Сухих Р. А., Матвеенко А. С. Технология получения биоэтанола из сельскохозяйственной продукции // Наука. – 2012. - № 2. – С. 11-12. Suhih R. A., Matveenko A. S. Tehnologiya polucheniya bioetanola iz selskohozyaystvennoy produktsii [Technology of receipt of bioethanol from an agricultural produce]. Nauka – Science, Moscow, 2012, no. 2, pp. 11-12. http://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-polucheniya-bioetanola-iz-selskohozyaystvennoy-produktsii

Третьяков В. Ф., Макарфи Ю. И., Талышинский Р. М., Французова Н. А. Каталитические превращения биоэтанола. Обзор // Вестник МИТХТ. – 2010. – Т. 5. - № 4. – С. 5-22. Tretyakov V. F., Makarfi Yu. I., Talshinskiy R. M., Frantsuzova N. A. Kataliticheskiye prevrasheniya bioetanola. Obzor [The catalytic transformations of bioethanol. Review]. Announcer of Moscow institute of thin chemical technology, 2010, V. 5, no. 4, pp. 5-22. http://finechemtech.com/search/download/44/423/

Чачина С. Б., Двоян А. В. Получение биоэтанола из органического сырья // Омский научный вестник. – 2014. – № 2 (134). – С. 224-228. Chachina S. B., Dvoyan A. V. Poluchenie bioetanola iz organicheskogo syrya [The receipt of bioethanol from organic raw material]. Omskiy nauchnuy vestnik – Omsk scientific announcer, Omsk, 2014, no. 2 (134), pp. 224-228. http://cyberleninka.ru/article/n/poluchenie-bioetanola-iz-organicheskogo-syrya

Аgronews: Предприятия «Укрспирт» произвели 2,3 тыс. тонн биоэтанола за 2015 год. Аgronews: Predpriyatiya «Ukrspirt» proizveli 2,3 tusyach tonn bioetanola za 2015 god. [The enterprises of «Ukrainian alcohol» produced the 2,3 thousand tons of bioethanol for 2015]. Kyiv, 2015. http://agronews.ua/node/55733

Published

2015-09-23

Issue

Section

Life Safety