ÍslenskaenEnglish

Aðilar að Skemmunni

Leit eftir:


LokaverkefniHáskólinn á Akureyri>Viðskipta- og raunvísindasvið>Meistaraprófsritgerðir>

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/8948

Titill
fr

Thermophilic ethanol and hydrogen production from lignocellulosic biomass

Leiðbeinandi
Útgáfa
Maí 2011
Útdráttur

Tvær loftfirrtar, hitakærar bakteríur voru einangraðar úr heitum hverum árið 2007, önnur af Kröflusvæðinu (Víti) á NA Íslandi (AK17) og hin í Grensdal á SV Íslandi (AK14).
Stofn AK14 tilheyrir ættkvísl Clostridium var sérstaklega rannsökuð m.t.t. vetnisframleiðslu. Framleiðsla á myndefnum við gerjun á glúkósa og xýlósa var könnuð sem og áhrif mismunandi upphafsstyrks af glúkósa á gerjunarferlið. Einnig var mikilvægi hlutþrýstings vetnis athugaður á myndun lokaafurða úr glúkósa. Hlutþrýstingur vetnis hefur greinilega áhrif á vetnis framleiðslu stofnsins sem og á framleiðslu annarra lokaafurða. Hár hlutþrýstingur vetnis minnkar ediskýru, smjörsýru og vetnisframleiðslu en etanólframleiðsla eykst. Útbúin voru „hýdrólýsöt“ úr Whatman pappír og flóknum lífmassa (grasi, hálmi, hampi og dagblaða pappír). Hráefnið fékk bæði hita- og efnameðhöndlun (sýra/basi) auk ensímmeðhöndlunar. Hýdrólýsötin voru síðan sett út í loftfirrt æti (5.0 g L-1) og stofninum sáð í það. Ræktað var í eina viku og lokaafurðir (vetni, etanól, fitusýrur) mældar. Stofnin framleiðir mest vetni á sellulósa hýdrólýsati eða 8.5 mól H2 g-1, en minna á dagblaða pappír og lignósellulósa lífmassa (milli 0.26 to 3.60 mól H2 g-1) Þegar notast var við sýru eða basa við formeðhöndlun voru bestu heimturnar af grasi eða 6.23 mól H2 g-1.
Hjá stofni AK17 var megináherslan á etanól framleiðslu. Etanólheimtur úr glúkósa og xýlósa voru 1.5 og 1.1 mól/mól. Áhrif umhverfisþátta á etanólheimtur úr flóknum lífmassa var rannsökuð. Rannsakað var hvaða áhrif mismunandi styrkur af hýdrólýstötum (Whatman pappír og gras) höfðu á etanólheimtur, sem og mismunandi styrkur af ensímum og efnum (sýru/basa) sem notaðar voru í formeðhöndlun. Að lokum voru niðurstöður notaðar til að rækta stofninn við kjöraðstæður. Þetta leiddi til þess að etanólheimtur voru , 5.5 og 8.6 mM g-1 á grasi og sellulósa. Að auki var skoðuð áhrif hindrandi efna, en myndun lokaafurða verður augljóslega fyrir hindrun þegar furfural og hydroxymethylfurfural er bætt í ætið. Það koma í ljós að framleiðsla lokaafurða stöðvast algjörlega við 4 og 6 g-1.
Nauðsynlegt er að notast við formeðhöndlun þegar flókin lífmassi er notaður. Í báðum greinum voru meiri heimtur af lokaafurðum þegar sýra/basi var notaður í formeðhöndlunni. Meira af sellulósa og hemisellulosa er þá laus í hýdrólýsatinu, sem bakterían getur nýtt sér og gerjað og framleitt vetni, etanól og ediksýru.
Lykilorð: Hitakærar loftfirrtar bakeríur, vetni, lífetanól, flókinn lífmassi, formeðhöndlun.

Athugasemdir
en

The objective of this research was to study two thermophilic bacteria for hydrogen and ethanol production from various types of sugars and complex lignocellulosic biomass. Strain AK14 is a moderate thermophilic bacterium belonging to the genus Clostridium. The bacterium performs the classical acetate-butyrate fermentation pattern with high hydrogen yields. Various physiological experiments e.g. the effect of partial pressure of hydrogen and initial substrate concentrations as well as growth on various carbon substrates, both sugars as well as hydrolysates from lignocellulosic biomass were investigated in detail for the strain. This work has been published in Icelandic Agricultural Sciences and is presented in this thesis as Manuscript I (Chapter 5) with the allowance of the editorial board of the journal.
The other strain studied is Thermoanaerobacterium strain AK17.This strain has been intensively investigated in recent years because of its ethanol production capacity on carbohydrates. The present investigation studies the effects of various environmental factors (different concentrations of hydrolysates, enzymes and acid/base) on ethanol production capacity using simple sugars and various lignocellulosic biomass. Results are presented in Manuscript II (Chapter 6).

Birting
6.6.2011


Skrár
NafnRaðanlegtStærðRaðanlegtAðgangurRaðanlegtLýsingRaðanlegtSkráartegund
Thermophilic ethan... .pdf1,73MBOpinn  PDF Skoða/Opna