Optimalizace produkce bioethanolu s využitím Zymomonas mobilis

Abstract

Diplomová práce pojednává o využití Zymomonas mobilis pro produkci bioethanolu z odpadního papíru. Byly použity tři druhy substrátu (lepenka, výkres a kancelářský papír) za účelem optimalizace produkce bioethanolu. Jednotlivé papíry byly podrobeny stejným předúpravám, a to mletí, kombinaci mikrovlnného záření a NaOH, kombinaci mikrovlnného záření a H2SO4 a kombinaci mikrovlnného záření, H2SO4 a NaOH. Po předúpravě byl substrát rozložen enzymatickou hydrolýzou k vyhodnocení nejlepší předúpravy. Poté bylo provedeno SSF pro každý substrát (dvě nejlepší předúpravy). V průběhu hydrolýzy a SSF byly odebírány vzorky, které byly stanoveny pomocí HPLC. Byly sestrojeny růstové křivky Zymomonas mobilis, jako nejvhodnější pro SSF byla zvolena teplota 40 °C, při které exponenciální fáze probíhala v čase 6 - 15 hodin. Při hydrolýze byla sledována koncentrace glukózy v roztoku. Maximální koncentrace glukózy byla u lepenky (mikrovlny + H2SO4 + NaOH) 16,46 gdm-3, u výkresu (mikrovlny + H2SO4 + NaOH) 31,78 gdm-3 a u kancelářského papíru (mikrovlny + H2SO4) 25,04 gdm-3. Koncentrace ethanolu během SSF byly nejvyšší ve stejných případech jako při hydrolýze. U lepenky byla maximální koncentrace bioethanolu 9,50 gdm-3, u výkresu 16,1 gdm-3 a u kancelářského papíru 12,13 gdm-3.Diploma thesis deals with use of Zymomonas mobilis for the production of bioethanol from waste paper. There were used three kinds of substrate (cardboard, drawing and office paper) to optimize of bioethanol production. Individual papers were subjected to the same pre treatment, namely a milling, a combination of microwave irradiation and NaOH, a combination of microwave irradiation and H2SO4 and combination microwave irradiation, H2SO4 and NaOH. The substrates were decomposed by enzymatic hydrolysis after pre treatment to evaluate the best pre-treatment. Simultaneous saccharification and fermentation was carried out for each substrate (with two of the best pre-treatment). The samples were taken during the hydrolysis and the simultaneous saccharification and fermentation, and were determined by HPLC. Growth curves of Zymomonas mobilis were constructed, as the most appropriate for SSF was chosen temperature of 40 ° C in which the exponential phase took place at the time of 6 15 hours. During hydrolysis was monitored glucose concentration in the solution. The maximum concentration of glucose was in the cardboard (microwaves + H2SO4 + NaOH) 16.46 gdm-3, a drawing (microwaves + H2SO4 + NaOH) 31.78 gdm-3, and office paper (microwaves + H2SO4) 25.04 gdm-3. The concentration of ethanol for SSF was highest in the same cases as in the hydrolysis. The cardboard was the maximum concentration of bio ethanol 9.5 gdm-3, for the drawing 16.1 gdm-3 and for the office paper 12.13 gdm-3.