Název:
Kompostování biologicky rozložitelných biopolymerů
Překlad názvu:
Composting of biodegradable polymers
Autoři:
Hollá, Tereza ; Smilek, Jiří (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce) Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok:
2021
Jazyk:
slo
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstrakt: [slo][eng]
Táto diplomová práca sa zaoberá štúdiom kompostovania polyhydroxybutyrátu (PHB) a polyesteru kyseliny mliečnej (PLA). Experimentálna časť je zameraná na kompostovací test založený podľa normy IS/ISO 20200, v ktorom boli v priebehu 8 týždňov degradované biopolyméry. Výhodou kompostovacieho testu bolo jedinečné použitie vrecúšok na granule polymérov, čím bola zjednodušená manipulácia so vzorkami. Umiestnenie polymérov zabezpečovalo rovnomerné zaťaženie kompostu, ktoré simulovalo prostredie skládky, čím bol tiež tento experiment výnimočný. Použitie rôznych metód analýzy zabezpečilo skúmanie vplyvu kompostu na degradáciu polymérov, ale aj vplyv polymérov na mikrobióm kompostu. V prostredí kompostu došlo k degradácii všetkých skúmaných polymérov. V prípade PHB došlo po 8 týždňoch k úbytku hmotnosti o približne 40 %. Amorfné PLA kompletne degradovalo už v 5. týždni experimentu, kým semikryštalické PLA stratilo hmotnosť o približne 70 %. Pomocou SEM snímok a SEC analýzy dedukujeme, že degradácia PHB prebiehala prevažne biologicky. U vzoriek PLA bola zistená degradácia prevažne abioticky. Analýzou vzoriek kompostu bolo zistené, že v porovnaní s kompostom bez polyméru došlo v kompostoch s polymérmi k zvýšeniu enzymatickej aktivity esteráz. Pomocou Biolog EcoPlates™ bol analyzovaný vplyv polymérov na mikrobióm v komposte. Kompost s PHB vykazoval vysokú schopnosť adaptácie na rôzne substráty a v priebehu kompostovania došlo k rozširovaniu mikrobiómu. V prípade vzorky so semikryštalickým PLA bolo zistené, že v poslednom týždni kompostovania došlo k zníženiu schopnosti adaptácie a využívania substrátov mikroorganizmami, čo naznačuje možný negatívny vplyv tohto polyméru na vývoj kompostu.
This master’s thesis deals with the study of composting of polyhydroxybutyrate (PHB) and polylactic acid (PLA). The experimental part focuses on the composting test based on the IS/ISO 20200 standard, in which biopolymers were degraded within 8 weeks. The advantage of the composting test was the unique use of bags for polymer granules, which simplified the handling of samples. The placement of the polymers ensured an even load of compost, which simulated the landfill environment, which also made this experiment exceptional. The use of different methods of analysis ensured the investigation of the influence of compost on the degradation of polymers, but also the influence of polymers on the compost microbiome. In the compost environment all of the studied polymers degraded. After 8 weeks the weight loss of approximately 40 % was detected in PHB. Amorphous PLA degraded completely in the 5th week of experiment, while semicrystalline PLA lost approximately 70 % of its weight in 8 weeks. Using SEM images and SEC analysis, we conclude that PHB degradation was predominantly biological. Degradation of PLA samples was found to be predominantly abiotic. Analysis of compost samples revealed that the enzymatic activity of esterases increased in composts with polymers compared to compost without polymers. The effect of polymers on the microbiome in compost was analyzed using Biolog EcoPlates™. Compost with PHB showed a high ability to adapt to various substrates and microbiome expanded during composting. In the case of a sample with semicrystalline PLA, it was found that in the last week of composting, the ability of microorganisms to adapt and use substrates decreased, which indicates a possible negative effect of this polymer on compost development.
Klíčová slova:
biodegradation; compost; EcoPlates™; IS/ISO 20200; poly(3-hydroxybutyrate); Polyhydroxyalkanoates; polylactic acid
Instituce: Vysoké učení technické v Brně
(web)
Informace o dostupnosti dokumentu:
Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT. Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/201471