en English is Íslenska

Thesis Agricultural University of Iceland > Auðlindadeild > Meistaraprófsritgerðir - Auðlindadeild >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1946/22086

Title: 
  • Ethanol Production from Timothy (Phleum pratense L.)
Submitted: 
  • May 2015
Abstract: 
  • is

    Þverrandi birgðir jarðefnaeldsneytis og umhverfisáhrif þess hafa aukið áhuga á öðrum endurnýjanlegum orkugjöfum. Framleiðsla lífetanóls með annars stigs gerjun á vallarfoxgrasi er áhugaverður kostur. Í þessu verkefni voru skoðuð áhrif mismunandi sláttutíma á etanól uppskeru. Örverur sem notaðar voru til etanól framleiðslunnar voru: Clostridium thermocellum, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter stofn J1, Zymomonas mobilis, Kluyveromyces marxianus og Saccharomyces cerevisiae. Vallarfoxgrasið var slegið sumarið 2014 á Möðruvöllum í Hörgárdal. Borin voru saman fjögur þroskastig vallarfoxgrassins: blaðvöxtur (H1), mið-skriðtími (H2), eftir skrið (H3) og að lokinni blómgun (H4). Niðurstöður verkefnisins benda til þess að sláttutími vallarfoxgrass hafi marktæk áhrif á etanól uppskeru (mM/L). Það var þó ekki marktækur munur fyrir alla sláttutíma né fyrir alla örverustofna sem notaðir voru. Oft var marktækur munur á etanól framleiðslu milli snemmslegna grasins og því síðarslegna. Það reyndist ekki mikill munur á skilvirkni etanól framleiðslunnar milli sláttutíma. Það var yfirleitt marktækur munur á fyrsta sláttutímanum samanborið við hina þrjá. Þegar framleiðslan var reiknuð yfir á einingu lands (L/ha), reyndist í flestum tilfellum marktækur munur á etanól uppskeru milli sláttutíma fyrir miðskriðtíma (H1 og H2) og svo eftir skrið (H3 og H4).
    Sveppurinn S. cerevisiae skilaði bestu skilvirkni etanól framleiðslunnar á öðrum sláttutíma (H2), alls 346 L/t þe. S. cerevisiae skilaði jafnframt mestri etanól framleiðslu umreiknað á einingu lands, eða 2.211 L/ha. Miðað við að á Íslandi sé mögulegt ræktarland til stórframleiðslu orkujurta um 420 km2, þá ætti að vera hægt að framleiða um 92,9 milljónir lítra af etanóli með þessari aðferð. Þá kom fram í verkefninu að leysanleiki vallarfoxgrass reyndist vera á bilinu 50-79%. Það þýðir að umtalsvert hrat verður til við framleiðsluna. Mikilvægt er að setja upp rannsóknir til að kanna hver möguleg afnot hratsins gætu verið og hvert áburðargildi þess er.

  • Declining petroleum stocks and the environmental effects of their usage has increased interest in alternative and renewable resources. Timothy (Phleum pratense L.) is an interesting option as a resource for second generation of bioethanol production. This project was set out to investigate the effect of different harvest times on ethanol yield by several ethanologens including Clostridium thermocellum, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter strain J1, Zymomonas mobilis, Kluyveromyces marxianus, and Saccharomyces cerevisiae. The timothy samples were collected from the Möðruvellir Experimental Station in the summer 2014 at four different growth stages: vegetative stage (H1), mid-heading (H2), full-heading (H3), and post blooming (H4). The results of this research indicate that different harvest time of timothy had a statistically significant effect on ethanol yield (mM/L of timothy hydrolysate), although the differences were not significant for all harvest times or for all strains. Earlier harvest dates differed in ethanol yield more so than the latter collection periods. However, the ethanol production efficiency varied little between harvest times. The first harvest time was usually significantly different from the rest. Calculated on area bases for the best ethanolproducing strains, there was, in most cases, a significant difference in ethanol yield from timothy hydrolysates between harvest times prior to mid-heading (H1 and H2) and after full-heading (H3 and H4). S. cerevisiae was the best ethanol-producing strain examined in this project. S. cerevisiae had the highest ethanol production efficiency, 346 L/t DM from the second harvest time of timothy. The highest ethanol yield was 2,211 L/ha by S. cerevisiae on hydrolysate from the fourth harvest time. Given that the potential arable land for large-scale biomass production in Iceland is approximately 420 km2, it should be possible to produce about 92.9 million L of ethanol by this method. This project revealed that the timothy solubility was from 50% to 79%, which means that the formation of hydrolysate residue is unavoidable. The possible use of the residue and the fertiliser value can only be determined with experimentation.

Accepted: 
  • Jun 16, 2015
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/22086


Files in This Item:
Filename Size VisibilityDescriptionFormat 
PDF Ethanol Production from Timothy (Phleum pratense L ) Lokaskjal.pdf4.96 MBOpenPDFView/Open