木质纤维素水解底物和发酵工艺参数对水处理菌絮凝剂生产的影响

IF 0.6 Q3 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY
Maroua Fellah, M. Alam, A. Al-Mamun, Nasserldeen AHMED KHABBASHI, N. S. Engliman, Sonia HADJ ARAB
{"title":"木质纤维素水解底物和发酵工艺参数对水处理菌絮凝剂生产的影响","authors":"Maroua Fellah, M. Alam, A. Al-Mamun, Nasserldeen AHMED KHABBASHI, N. S. Engliman, Sonia HADJ ARAB","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2400","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"In the present research, a fungal strain was used to produce a myco-coagulant via solid-state bioconversion to reduce water turbidity. The production of myco-coagulant was achieved using several low-cost lignocellulolytic substrates, namely coco peat, sawdust, palm kernel cake, and rice bran as sources of carbon and nitrogen. This research involves the study of both the effect of lignocellulolytic substrates and the parameters involved in the fermentation process for myco-coagulant production. Coco peat was chosen as a suitable lignocellulolytic substrate to serve as a carbon source for producing myco-coagulant, potentially reducing the turbidity by 84.6% from the kaolin suspension. Sawdust, palm kernel cake, and rice bran showed 33.06%, 30.18, and 21.18 %, respectively. Furthermore, a statistical approach to the Plackett-Burman design was conducted to evaluate the significant parameters that affect the production of myco-coagulant. Eleven fermentation process parameters were selected: concentration of coco peat (2- 4 %), incubation time (5-9 days), temperature (25-35 °C), pH (5-9), glucose (0-2 %), malt extract (1-2 %), yeast extract (0-2%), wheat flour (0-2 %), ammonium sulfate (0-1 %), inoculum size (1-3 %) and potassium dihydrogen phosphate (0-0.5 %). The selected variables were assessed through statistical analysis (main effects) based on their significance. Based on the main effect of each variable on flocculation activity, three variables, namely glucose, malt extract, and pH influenced high levels. On the other hand, the remaining eight variables did not significantly affect the production of myco-coagulant. Furthermore, a deeper study was conducted to further optimize the three effective variables involved in the fermentation process to evaluate these factors' influence on flocculation activity.\nABSTRAK: Penyelidikan ini adalah berkenaan strain fungus yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air. Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa substrat lignoselulolitik berkos rendah, iaitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi sebagai sumber karbon dan nitrogen. Penyelidikan ini mengkaji kesan substrat lignoselulolitik dan faktor-faktor yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menghasilkan miko-koagulan. Habuk kelapa dipilih sebagai substrat lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumber karbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian kaolin. Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%, 30.18, dan 21.18 %, masing-masing. Tambahan pula, pendekatan statistik ke atas reka bentuk Plackett-Burman telah dijalankan bagi menilai parameter penting yang mempengaruhi penghasilan miko-koagulan. Sebelas parameter proses penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4 %), masa pengeraman (5-9 hari), suhu (25-35 C), pH (5-9), glukosa (0-2 %), ekstrak malt (1-2), tepung gandum (0-2 %), ammonium sulfat (0-1%), saiz inokulum (1-3 %) dan Kalium dihidrogen fosfat (0-0.5 %). Pemboleh ubah yang dipilih dinilai melalui analisis statistik berdasarkan kepentingannya. Berdasarkan kesan utama setiap pemboleh ubah terhadap aktiviti penggumpalan, tiga pemboleh ubah ini adalah glukosa, ekstrak malt, dan pH yang memberi kesan tertinggi. Sebaliknya, lapan pemboleh ubah lain tidak mempengaruhi penghasilan miko-koagulan dengan ketara. Tambahan lagi, kajian yang lebih mendalam telah dijalankan bagi membaiki tiga pemboleh ubah utama yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menilai kesan yang mempengaruhi aktiviti penggumpalan.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"163 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Effect of the lignocellulolytic substrates and fermentation process parameters on myco-coagulant production for water treatment\",\"authors\":\"Maroua Fellah, M. Alam, A. Al-Mamun, Nasserldeen AHMED KHABBASHI, N. S. Engliman, Sonia HADJ ARAB\",\"doi\":\"10.31436/iiumej.v24i1.2400\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"In the present research, a fungal strain was used to produce a myco-coagulant via solid-state bioconversion to reduce water turbidity. The production of myco-coagulant was achieved using several low-cost lignocellulolytic substrates, namely coco peat, sawdust, palm kernel cake, and rice bran as sources of carbon and nitrogen. This research involves the study of both the effect of lignocellulolytic substrates and the parameters involved in the fermentation process for myco-coagulant production. Coco peat was chosen as a suitable lignocellulolytic substrate to serve as a carbon source for producing myco-coagulant, potentially reducing the turbidity by 84.6% from the kaolin suspension. Sawdust, palm kernel cake, and rice bran showed 33.06%, 30.18, and 21.18 %, respectively. Furthermore, a statistical approach to the Plackett-Burman design was conducted to evaluate the significant parameters that affect the production of myco-coagulant. Eleven fermentation process parameters were selected: concentration of coco peat (2- 4 %), incubation time (5-9 days), temperature (25-35 °C), pH (5-9), glucose (0-2 %), malt extract (1-2 %), yeast extract (0-2%), wheat flour (0-2 %), ammonium sulfate (0-1 %), inoculum size (1-3 %) and potassium dihydrogen phosphate (0-0.5 %). The selected variables were assessed through statistical analysis (main effects) based on their significance. Based on the main effect of each variable on flocculation activity, three variables, namely glucose, malt extract, and pH influenced high levels. On the other hand, the remaining eight variables did not significantly affect the production of myco-coagulant. Furthermore, a deeper study was conducted to further optimize the three effective variables involved in the fermentation process to evaluate these factors' influence on flocculation activity.\\nABSTRAK: Penyelidikan ini adalah berkenaan strain fungus yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air. Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa substrat lignoselulolitik berkos rendah, iaitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi sebagai sumber karbon dan nitrogen. Penyelidikan ini mengkaji kesan substrat lignoselulolitik dan faktor-faktor yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menghasilkan miko-koagulan. Habuk kelapa dipilih sebagai substrat lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumber karbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian kaolin. Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%, 30.18, dan 21.18 %, masing-masing. Tambahan pula, pendekatan statistik ke atas reka bentuk Plackett-Burman telah dijalankan bagi menilai parameter penting yang mempengaruhi penghasilan miko-koagulan. Sebelas parameter proses penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4 %), masa pengeraman (5-9 hari), suhu (25-35 C), pH (5-9), glukosa (0-2 %), ekstrak malt (1-2), tepung gandum (0-2 %), ammonium sulfat (0-1%), saiz inokulum (1-3 %) dan Kalium dihidrogen fosfat (0-0.5 %). Pemboleh ubah yang dipilih dinilai melalui analisis statistik berdasarkan kepentingannya. Berdasarkan kesan utama setiap pemboleh ubah terhadap aktiviti penggumpalan, tiga pemboleh ubah ini adalah glukosa, ekstrak malt, dan pH yang memberi kesan tertinggi. Sebaliknya, lapan pemboleh ubah lain tidak mempengaruhi penghasilan miko-koagulan dengan ketara. Tambahan lagi, kajian yang lebih mendalam telah dijalankan bagi membaiki tiga pemboleh ubah utama yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menilai kesan yang mempengaruhi aktiviti penggumpalan.\",\"PeriodicalId\":13439,\"journal\":{\"name\":\"IIUM Engineering Journal\",\"volume\":\"163 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.6000,\"publicationDate\":\"2023-01-04\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"IIUM Engineering Journal\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2400\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"IIUM Engineering Journal","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2400","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

在本研究中,利用一种真菌菌株通过固态生物转化产生一种真菌混凝剂,以降低水的浊度。利用几种低成本的木质纤维素水解基质,即椰子泥炭、锯末、棕榈仁饼和米糠作为碳和氮的来源,实现了真菌混凝剂的生产。本研究涉及木质纤维素水解底物的影响和发酵过程中涉及的参数,以生产真菌混凝剂。选择可可泥炭作为合适的木质纤维素水解底物,作为生产真菌混凝剂的碳源,可将高岭土悬浊液的浊度降低84.6%。木屑、棕榈仁饼和米糠分别为33.06%、30.18%和21.18%。此外,对Plackett-Burman设计进行了统计方法,以评估影响真菌混凝剂生产的重要参数。选择了11个发酵工艺参数:椰泥浓度(2 ~ 4%)、发酵时间(5 ~ 9天)、温度(25 ~ 35℃)、pH(5 ~ 9)、葡萄糖(0 ~ 2%)、麦芽浸膏(1 ~ 2%)、酵母浸膏(0 ~ 2%)、小麦粉(0 ~ 2%)、硫酸铵(0 ~ 1%)、接种量(1 ~ 3%)、磷酸二氢钾(0 ~ 0.5%)。选取的变量根据其显著性进行统计分析(主效应)。从各变量对絮凝活性的主要影响来看,葡萄糖、麦芽提取物和pH三个变量对絮凝活性影响较大。另一方面,其余8个变量对菌凝剂的产生没有显著影响。在此基础上,对发酵过程中涉及的三个有效变量进行了进一步优化,以评价这些因素对絮凝活性的影响。摘要:Penyelidikan ini adalah berkenaan菌株真菌yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan and pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air。Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa基材lignoselulolitik berkos rendah, iiitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawwit, dan dedak padi sebagai sumnumber碳和氮。Penyelidikan ini mengkaji kesan底物lignoselulolitik因子-因子-因子yang terlibatdalam过程发酵,menghasilkan miko-koagulan。Habuk kelapa dipilih sebagai底物lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian高岭土。Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawwit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%, 30.18, dan 21.18%, masing-masing。Tambahan pula, pendekatan统计数据,例如,数据,数据,数据,数据,数据,数据,数据,数据,数据,数据,数据,数据Sebelas参数处理penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4%), masa pengeraman (5-9 hari), suhu (25-35 C), pH (5-9), glukosa (0- 2%), ekstrak麦芽(1-2),tepung gandum(0- 2%),硫酸铵(0-1%),saiz inokulum(1-3 %)和二氢磷钾(0- 0.5%)。Pemboleh ubah yang dipilih dinilai melalue的分析统计数据显示,这是一个持续的趋势。Berdasarkan kesan utama setiap pemboleh ubah terhadap aktiviti penggumpalan, tiga pemboleh ubah ini adalah glukosa, ekstrak malt, dan phyang成员kesan tertinggi。Sebaliknya, lapan pemboleh ubah lain tidak mempengaruhi penghasilan miko-koagulan dengan ketara。Tambahan lagi, kajian yang lebih mendalam telah dijalankan bagi membaiki tiga pemboleh ubah utama yang terlibat dalam propromenmentasi bagi menilai kesan yang mempengaruhi aktiviti pengumpalan。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Effect of the lignocellulolytic substrates and fermentation process parameters on myco-coagulant production for water treatment
In the present research, a fungal strain was used to produce a myco-coagulant via solid-state bioconversion to reduce water turbidity. The production of myco-coagulant was achieved using several low-cost lignocellulolytic substrates, namely coco peat, sawdust, palm kernel cake, and rice bran as sources of carbon and nitrogen. This research involves the study of both the effect of lignocellulolytic substrates and the parameters involved in the fermentation process for myco-coagulant production. Coco peat was chosen as a suitable lignocellulolytic substrate to serve as a carbon source for producing myco-coagulant, potentially reducing the turbidity by 84.6% from the kaolin suspension. Sawdust, palm kernel cake, and rice bran showed 33.06%, 30.18, and 21.18 %, respectively. Furthermore, a statistical approach to the Plackett-Burman design was conducted to evaluate the significant parameters that affect the production of myco-coagulant. Eleven fermentation process parameters were selected: concentration of coco peat (2- 4 %), incubation time (5-9 days), temperature (25-35 °C), pH (5-9), glucose (0-2 %), malt extract (1-2 %), yeast extract (0-2%), wheat flour (0-2 %), ammonium sulfate (0-1 %), inoculum size (1-3 %) and potassium dihydrogen phosphate (0-0.5 %). The selected variables were assessed through statistical analysis (main effects) based on their significance. Based on the main effect of each variable on flocculation activity, three variables, namely glucose, malt extract, and pH influenced high levels. On the other hand, the remaining eight variables did not significantly affect the production of myco-coagulant. Furthermore, a deeper study was conducted to further optimize the three effective variables involved in the fermentation process to evaluate these factors' influence on flocculation activity. ABSTRAK: Penyelidikan ini adalah berkenaan strain fungus yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air. Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa substrat lignoselulolitik berkos rendah, iaitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi sebagai sumber karbon dan nitrogen. Penyelidikan ini mengkaji kesan substrat lignoselulolitik dan faktor-faktor yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menghasilkan miko-koagulan. Habuk kelapa dipilih sebagai substrat lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumber karbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian kaolin. Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%, 30.18, dan 21.18 %, masing-masing. Tambahan pula, pendekatan statistik ke atas reka bentuk Plackett-Burman telah dijalankan bagi menilai parameter penting yang mempengaruhi penghasilan miko-koagulan. Sebelas parameter proses penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4 %), masa pengeraman (5-9 hari), suhu (25-35 C), pH (5-9), glukosa (0-2 %), ekstrak malt (1-2), tepung gandum (0-2 %), ammonium sulfat (0-1%), saiz inokulum (1-3 %) dan Kalium dihidrogen fosfat (0-0.5 %). Pemboleh ubah yang dipilih dinilai melalui analisis statistik berdasarkan kepentingannya. Berdasarkan kesan utama setiap pemboleh ubah terhadap aktiviti penggumpalan, tiga pemboleh ubah ini adalah glukosa, ekstrak malt, dan pH yang memberi kesan tertinggi. Sebaliknya, lapan pemboleh ubah lain tidak mempengaruhi penghasilan miko-koagulan dengan ketara. Tambahan lagi, kajian yang lebih mendalam telah dijalankan bagi membaiki tiga pemboleh ubah utama yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menilai kesan yang mempengaruhi aktiviti penggumpalan.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
IIUM Engineering Journal
IIUM Engineering Journal ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-
CiteScore
2.10
自引率
20.00%
发文量
57
审稿时长
40 weeks
期刊介绍: The IIUM Engineering Journal, published biannually (June and December), is a peer-reviewed open-access journal of the Faculty of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM). The IIUM Engineering Journal publishes original research findings as regular papers, review papers (by invitation). The Journal provides a platform for Engineers, Researchers, Academicians, and Practitioners who are highly motivated in contributing to the Engineering disciplines, and Applied Sciences. It also welcomes contributions that address solutions to the specific challenges of the developing world, and address science and technology issues from an Islamic and multidisciplinary perspective. Subject areas suitable for publication are as follows: -Chemical and Biotechnology Engineering -Civil and Environmental Engineering -Computer Science and Information Technology -Electrical, Computer, and Communications Engineering -Engineering Mathematics and Applied Science -Materials and Manufacturing Engineering -Mechanical and Aerospace Engineering -Mechatronics and Automation Engineering
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信