ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN CƠ CHẤT TRONG SẢN XUẤT ETHANOL TỪ GẠO

Abstract

In recent years, the application of ultrasound technology in various areas as biotechnology, chemistry as well as food process has widely attracted attentions from more and more researchers. In this study, ultrasonic was applied to treat the suspension of rice flour in ethanol production. The rice flour slurry was treated from 30 to 150 seconds at the three different powers (150 w, 225 w and 300 w). The yield of substract hydrolysis was controled by the starch hydrolysis yield and free amino nitrogen (FAN) concentration. The results indicated that optimal conditions were the time of 120 seconds and the power of 300 w before liquefaction and saccharification. In comparison with traditionally treatment (nonsonication), ultrasonic treatment increased hydrolysis yield 16% and FAN concentration 10.2%. The integration of ultrasound into a rice-based ethanol plant may significantly improve the overall ethanol yield and reduce the cost of ethanol production.

Tóm tắt

Trong những năm gần đây, sóng siêu âm đã được quan tâm và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghệ sinh học, hóa học và công nghệ thực phẩm. Trong nghiên cứu này, sóng siêu âm được sử dụng để xử lý huyền phù bột gạo trong quá trình lên men để sản xuất ethanol từ gạo. Hỗn hợp huyền phù bột gạo được xử lý siêu âm trong khoảng thời gian từ 30 -150 giây với ba mức công suất khác nhau gồm 150 w, 225 w, 300 w. Hiệu quả của quá trình thuỷ phân cơ chất được đánh giá thông qua hai hàm mục tiêu là hiệu suất thuỷ phân tinh bột gạo và hàm lượng nitơ amin tự do (FAN) có trong dịch thủy phân tinh bột. Xử lý siêu âm trong thời gian 120 giây với công suất 300 w trước khi hồ hoá, dịch hoá làm tăng hiệu suất thuỷ phân tinh bột gạo đến 16% và 10,2% hàm lượng FAN so với mẫu đối chứng (không xử lý siêu âm). Như vậy, kết hợp xử lý siêu âm làm tăng đáng kể hiệu quả cho quá trình dịch hóa, từ đó có thể cải thiện hiệu suất lên men và giảm chi phí sản xuất.