Studium biokonverze celulosového odpadu na ethanol s využitím kvasinkových systémů

Abstract

Diplomová práce pojednává o optimalizaci produkce ethanolu z odpadního papíru pomocí kvasinek. Jako substrát byly použity 4 druhy papíru – kancelářský papír, nerecyklovaný sešit, recyklovaný sešit a noviny. Všechny papíry byly předupraveny následujícími postupy mletí, mikrovlny + NaOH, mikrovlny + H2SO4 a mikrovlny + H2SO4 + NaOH. Pomocí enzymů byla provedena enzymatická hydrolýza, při které byla stanovena koncentrace glukózy pomocí HPLC. Pro produkci ethanolu byly vybrány kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Produkce ethanolu probíhala při simultánní sacharifikaci a fermentaci se všemi předupravenými papíry. Během hydrolýzy dosahovaly nejvyšších výsledků papíry předupravené kombinací mikrovln + H2SO4 + NaOH. Jedinou výjimku tvořil nerecyklovaný sešit, kde byla nejvyšší koncentrace glukózy získána předúpravou mikrovlny + H2SO4. Bylo dosaženo těchto výsledků: kancelářský papír 24,69 gdm-3, nerecyklovaný sešit 22,47 gdm-3, recyklovaný sešit 16,94 gdm-3 a noviny 15,36 gdm-3. SSF byla provedena opět se všemi papíry a jejich předúpravami. Nejvyšších koncentrací ethanolu bylo dosaženo u předúpravy mikrovlny + H2SO4 + NaOH. Celkově nejvyšší koncentrace byla získána z kancelářského papíru a činila 16,98 gdm-3. U nerecyklovaného sešitu dosahovala maximální koncentrace ethanolu 15,25 gdm-3, v případě recyklovaného sešitu 12,2 gdm-3 a u novin 12,59 gdm-3.This diploma thesis deals with the optimization of the production of ethanol from waste paper using yeast. There were used 4 kinds of paper as a substrate - office paper, non-recycled workbook, recycled workbook and newspaper. All papers were pretreated with the following procedures: grinding, microwaves + NaOH, microwave + H2SO4 and microwave + H2SO4 + NaOH. The glucose concentration was determined in enzymatic hydrolysis by HPLC. Saccharomyces cerevisiae were chosen for ethanol production. The production of ethanol was carried out with all the pretreated papers in simultaneous saccharification and fermentation. During hydrolysis, the pretreated papers have reached the highest results in the combination with microwave + H2SO4 + NaOH. Non-recycled workbook was the only exception, where the highest concentration of glucose has been obtained by the pretreatment of microwaves + H2SO4. Following results have been acquired: office paper 24,69 gdm-3, non-recycled workbook 22,47 gdm-3, recycled workbook 16,94 gdm-3 and newspapers 15,36 gdm-3. SSF was carried out again with all the papers and their pretreatments. The highest concentration of ethanol has been achieved in microwave pretreatment + H2SO4 + NaOH. The highest overall concentration has been gained from the office paper, amounted to 16,98 gdm-3. The maximum concentration of ethanol for non-recycled workbook has been 15,25 gdm-3, for recycled workbook 12,2 gdm-3 and for newspapers 12,59 gdm-3.