|
|
Studium biokonverze celulosového odpadu na ethanol s využitím kvasinkových systémů
Čalová, Iveta ; Vítová, Eva (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Využití odpadů z výroby vína pro potravinářské a kosmetické účely
Výmolová, Markéta ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá biotechnologickým zpracováním odpadu po výrobě vína, slupek a třapin, pro produkci biolihu a následující využití jako obohacení krmných směsí. Na začátku měření byla provedena kompoziční analýza, a to stanovení sušiny, extrakce oleje ze slupek a stanovení celulózy. V rámci práce byla provedena chemická a enzymatická hydrolýza odpadů. Vzniklé hydrolyzáty se analyzovaly se zaměřením na obsah redukujících sacharidů a antioxidantů, celkových polyfenolů a flavonoidů. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro kultivaci kvasinek měly vzorky připravené s koncentrací 50 g/l materiálu hydrolyzované na vodní lázni po dobu 60 minut. Hydrolyzované slupky a třapiny byly využity jako produkční médium pro produkci ethanolu kvasinkou Saccharomyces cerevisiae. U vzorků se stanovovala změna koncentrace glukózy a ethanolu pomocí HPLC. Nejvyšší koncentrace ethanolu (c = 9,880 g/l) byla dosažena při fermentaci hydrolyzátu po chemické hydrolýze na vodní lázni.
|
|
|
Optimalizace produkce bioethanolu s využitím Zymomonas mobilis
Andrlová, Kateřina ; Vítová, Eva (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Využití odpadních surovin k produkci obohacené kvasinkové biomasy
Starečková, Terezie ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; doc.PharmDr.Petr Babula, Ph.D. (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Kvasinky jsou stejně jako ostatní organismy neustále vystavovány vlivům okolního prostředí. Jejich přežití závisí na dovednosti přizpůsobit se environmentálním změnám včetně schopnosti využívat různé alternativní zdroje živin. V předložené disertační práci byly karotenogenní kvasinky patřící mezi rody Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium testovány z hlediska využitelnosti vybraných odpadních substrátů a rovněž podrobeny souběžně účinkům několika typů exogenního stresu a mutacím za účelem zvýšení produkce mikrobiální biomasy obohacené specifickými metabolity. Jako alternativní nutriční zdroje pocházející z odpadních substrátů ze zemědělské a hospodářské výroby byly testovány jablečné slupky, vláknina, kukuřičné klíčky a další. Kvasinky byly dále vystaveny působení osmotického, oxidačního a kombinovaného stresu (přídavky NaCl a H2O2 o různých koncentracích do kultivačních médií), dále iontů kovů selenu a chromu v koncentracích 0,01 mM, 0,1 mM a 1 mM. Testoval se také vliv mutagenu ethylesteru kyseliny metansulfonové. Při provedených experimentech se sledovala schopnost adaptace buněk, morfologické změny, zabarvení médií produkovanými pigmenty, tvorba některých významných kvasinkových metabolitů a změny ve fragmentaci chromozomální DNA. Za účelem vyhodnocení potenciálních změn v kvasinkovém genomu po působení mutagenu a stresových faktorů se optimalizovaly metody izolace intaktní chromozomální DNA a následná analýza pulsní gelovou elektroforézou. Množství produkovaných metabolitů se analyzovalo zejména pomocí RP-HPLC s UV/VIS a MS detekcí. V práci bylo prokázáno, že většina kmenů je schopna využívat studované odpadní substráty a produkovat na nich vybrané cílové metabolity. Biomasa se např. u R. aurantiaca na jablečné vláknině pohybovala kolem 7 g/l a u C. capitatum při kultivaci na neupravené syrovátce dosahovala 9 g/l. Vyprodukované množství karotenoidů činilo u R. aurantiaca při kultivacích na pšeničné kaši a kukuřičných klíčcích s enzymatickou hydrolýzou F. solani 1,01 mg/g, u S. roseus na těstovinách až 4,3 mg/g. Hodnoty syntézy ergosterolu se u R. aurantiaca pohybovaly na jablečných slupkách kolem 4,8 mg/g, u S. roseus při kultivaci na těstovinách s enzymatickou hydrolýzou P. chrysosporium 8,9 mg/g. Nejvhodnějším substrátem pro produkci biomasy a indukci karotenoidů jsou odpady obsahující směs jednodušších a složených sacharidů obohacená o přídavek dusíkatých látek. Potenciální cytotoxický účinek stresových faktorů o nízkých koncentracích nebyl prokázán. Genom karotenogenních kvasinek se podařilo rozdělit optimalizovanou metodou PFGE, karyotypy jednotlivých zástupců obsahují 11 a více chromosomů s viditelnými odlišnostmi mezi jednotlivými druhy i rody. V rámci zahraniční stáže se testovala schopnost rekombinantní kvasinky S. cerevisiae přeměňovat xylózu na xylitol, čímž by se dosáhlo zvýšení produkce bioethanolu jakožto náhradního zdroje paliv. Ukázalo se, že jak využitím ligninocelulózových materiálů k produkci biolihu, tak i různých odpadních substrátů k mikrobiální syntéze karotenoidů by vedlo ke snížení průmyslových výrobních nákladů na produkci kvasinkových metabolitů, jakož i ke snížení negativní zátěže na životní prostředí.
|
|
| |
|
|
Využití Zymomonas mobilis pro produkci bioethanolu z celulózových materiálů
Čalová, Iveta ; Zichová, Miroslava (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Bakalářská práce pojednává o využití Zymomonas mobilis pro produkci bioethanolu z odpadního papíru. Byly použity tři druhy papíru od různých výrobců za účelem optimalizace produkce bioethanolu. Jednotlivé papíry byly podrobeny stejným úpravám, a to mechanickému rozmělnění a následně enzymatické hydrolýze. Během kultivace Zymomonas mobilis v jednotlivých hydrolyzátech byly odebírány vzorky pro stanovení produkce bioethanolu. Analýza probíhala na vysokoúčinné kapalinové chromatografii. Vyhodnocena byla produkce bioethanolu, spotřeba glukózy a také produkce kyseliny mléčné, která byla na chromatogramech znatelná.
|
|
|
Perspektivní pohonné jednotky autobusů
Kubík, Jan ; Maršálek, Ondřej (oponent) ; Píštěk, Václav (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je posoudit možný budoucí vývoj alternativních pohonů s ohledem jejich využití v autobusech. Nejdříve jsou popsány nejnadějnější alternativní pohony, které využívají spalovacího motoru . V další části práce jsou zhodnoceny způsoby skladování energie při využití elektropohonů. Na konci práce jsou zmíněny hybridní technologie jako kombinace předchozích pohonů.
|
|
|
Potenciál využití biomasy na území České republiky
Klímová, Jana ; Otáhal, Jan (oponent) ; Košner, Jan (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je zaměřit se na rozdělení a využití alternativního, obnovitelného zdroje energie - biomasy, jako zdroje tepelné a kombinované tepelné elektrické energie a zároveň posoudit možnosti dalšího růstu spotřeby biomasy na území České republiky. V práci budou uvedeny jednotlivé druhy biomasy, možnosti a potenciál jejich využití v praxi a návrh využití dle Akčního plánu pro biomasu.
|
|
|
Využití Kluyveromyces marxianus k produkci bioethanolu z odpadního papíru
Tomečková, Andrea ; Hrstka, Miroslav (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na možnosti produkce bioethanolu z odpadního papíru za použití kvasinky Kluyveromyces marxianus. Jako zdroj odpadního papíru byla využita lepenka upravená různými způsoby pro zvýšení účinnosti konverze celulózy obsažené v lepence na etanol při následných metodách fermentace. Byla provedena optimalizace srovnání dvou metod fermentace, kterými byly simultánní sacharifikace a fermentace (SSF) a separovaná hydrolýza a fermentace (SHF) Bylo optimalizované zejména pH fermnetací jejichž hodnoty byly v rozmezí pH 4,8-7. Simultánní sacharifikace a fermentace probíhala při 45°C. U separované hydrolýzy a fermentace byla hydrolýza provedena při 50°C a samotná fermentace při 25°C. Vyhodnocení produkce etanolu a spotřeby glukózy bylo stanoveno pomocí metody HPLC. Z výsledků analýz vyplývá, že nejvyšší koncentrace glukózy u hydrolýzy bylo dosaženo u lepenky předupravené mikrovlnami a 2% H2SO4 a 2% NaOH při pH 4,8. Nejvyšší produkce etanolu byla u metody SHF lepenky předupravené mikrovlnami, 2% H2SO4 a 2% NaOH při pH 5,4. Metoda SHF byla více efektivní pro produkci etanolu než metoda SSF.
|
|
|
Enzymatic hydrolysis of waste cardboard using the SSF method - a source of raw materials for the production of liquid biofuels.
Hlaváček, Viliam ; Stloukal, Radek (oponent) ; Gabriel, Petr (vedoucí práce)
This master’s thesis discusses the useof enzymatic hydrolysis process of waste cardboard using simultaneous saccharification and fermentation (SSF) as a source of raw materials for production of liquid biofuels. This thesis is based on theses written by Ing. Brummer and Ing.Lepař.Thus, results gained in these works have been used and also further developed. The theoretical part summarizes the reasons for further development of SSF method and discusses, as well, the achievements reached in the processing of lignocellulosic waste materials by the SSF method so far.This section also discusses the general characteristics of lignocellulosic materials and also of the cellulolytic enzymes. It focusses also on individual pretreatment methods of lignocellulosic material and options of increasing the yield of the whole process. The experimental part verifies the particular results reached in previous theses and at the same time a further optimization of the method has been carried out because of the transfer of the whole process into a fermenter. Cardboard was set as the substrate for the experiments as it was evaluated by Ing. Brummer as the best one for enzymatic hydrolysis which was carried out by enzymes from Novozymes®. Parameters such as temperature, pH and kind of used buffer, the loading concentration of substrate and enzymes, were set according to the thesis of Ing. Lepař, which was aimed to their optimization. The SSF process done in fermenter of 2.0 l volume confirmed the previous results and furthermore it has been more effective through optimization of the added inoculum volume. It has been confirmed that the best substrate is cardboard finely grinded by vibrating mill. Also experiments with added nutrients had been done as an effort to increase the ethanol concentration, but these haven’t resulted insatisfying results. The maximal concentration of ethanol was 23,49 g/l, which was achieved after further optimization of various conditions. This result equals to experimental yield of 84,79 %.
|
host ::
RSS.