|
|
Studium produkce PHB-HV bakterií Cupriavidus necator za využití hroznových výlisků jako uhlíkového zdroje
Jakešová, Michaela ; Kučera, Dan (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí kopolymeru PHB-HV za využití bakterie Cupriavidus necator H16. Mikroorganismus byl nejdříve kultivován v Erlenmeyerových baňkách za využití čisté fruktózy jako uhlíkového zdroje, přičemž byl studován režim přidávání kyseliny valerové na syntézu PHB-HV. Dále byl sledován vliv stresového faktoru (ethanolu) na syntézu PHB-HV tímto mikroorganismem. Metoda, získaná na základě optimalizace v Erlenmeyerových baňkách, byla aplikována na syntézu kopolymeru PHB-HV v bioreaktoru, taktéž za využití fruktózy jako uhlíkového zdroje. Dále byl z hroznových výlisků získán po enzymatické hydrolýze cukerný extrakt, který byl využit jako uhlíkový zdroj pro syntézu PHB-HV. Fermentace za využití extraktu z hroznových výlisků byly provedeny jak v Erlemeyerových baňkách, tak v bioreaktoru. Za využití tohoto alternativního uhlíkového zdroje bylo v Erlenmeyerových baňkách vyprodukováno 3,51 g/l kopolymeru PHB-HV a v bioreaktoru pak 5,06 g/l. Podíl 3-hydroxyvalerátu v rámci kopolymeru činil v prvním případě 23,78 mol. %, ve druhém pak 9,39 mol. %.
|
|
|
Využití tepla při biodegradačních procesech jako potenciál úspory elektrické energie
Kuběna, Michael ; Šejvl, Radovan (oponent) ; Baxant, Petr (vedoucí práce)
Cílem této práce je zkoumat netradiční využití biomasy – konkrétně využití tepla, které vzniká při biodegradačních procesech, při nichž dochází k odbourávání organických látek. V předložené práci jsou nejprve popsány běžné způsoby využití biomasy. V druhé části je práce zaměřena na popis biodegradačních procesů. Také jsou zde shrnuty jednotlivé konstrukce bioreaktorů, zařízení, ve kterých probíhají tyto procesy. Dále jsou v práci popsány současné systémy, které využívají toto teplo. V rámci praktické části byl sestrojen bioreaktor se systémem odvodu tepla. Sestrojený bioreaktor byl následně monitorován teplotními čidly, jež sloužily k zmapování probíhajících procesů uvnitř bioreaktoru a k zjištění vhodné doby k odběru tepla.
|
|
|
Zdokonalení tepelného okruhu bioreaktoru a jeho ověření
Lapčík, David ; Radil, Lukáš (oponent) ; Baxant, Petr (vedoucí práce)
Hlavním myšlenkou této bakalářská práce je na rešerši dosavadních řešení bioreaktorů navázaná jejich praktická realizace s odlišným řešením konstrukcí, složením biomasy, úpravami aerace a tepelného výměníku k odběru tepla z procesu aerobního kompostování. Závěrem této práce budou vyhodnoceny výsledky teplotních měření na funkčních prototypech v závislosti na jejich vlastnostech a výpočty teoretické tepelné bilance včetně jejich srovnání.
|
|
|
Production, Characterization and Utilization of the Biomass from Various Sources
Gojkovic, Živan ; Vávrová, Milada (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Biomass management is one of the most important issues in modern natural science as it is the basic category which spans through various disciplines of biotechnology. Whether animal, plant or microbial by its origin, biomass presents a vast source of food components, fine chemicals and bioactive molecules, which extraction, characterization and formulation can result in interesting new products destined for human consumption or as new materials in biomedicine. In the scope of this work, two natural biomass types were investigated – chicken skin as a source of collagen type I, and green microalga Chlorella sorokiniana biomass enriched in selenomethionine (SeMet). Chicken skin is a good alternative to traditional sources of collagen such as pork, bovine and carp that have some limitations. In the first part of this thesis, collagen type I from chicken skin was isolated, identified and characterized and molecular properties were compared to collagen from other animal skins. New methods (viscosimetry and ultrasonic spectroscopy) for molecular characterization of collagen were used. By ultrasonic attenuation, it has been determined that disaggregation and liquefaction phase starts at 40 °C in bovine collagen, whereas in chicken collagen starts at 50 °C. Using viscosimetry technique, denaturation temperature was found to be 50 °C, which is 10 °C higher than that obtained with bovine tendon collagen, confirming higher thermal stability of chicken skin collagen, probably because lysine levels in chicken collagen are two times higher than in bovine. Based on obtained results it could be concluded that due to its higher thermal stability and amino acid composition, chicken skin could be used as an excellent alternative source of collagen. The second phase of the thesis focused on the enrichment of green microalga C. sorokiniana biomass in SeMet by exposing cultures to selenate Se (+VI) during batch and continuous cultivation, and it was performed at the laboratory of Biotechnology of Algae from the Faculty of Experimental Sciences at the University of Huelva in Spain. Effect of selenate on viability, cell morphology and SeMet accumulation of the microalga C. sorokiniana grown in batch conditions was studied. Growth rate of cultures exposed to a sub-lethal 40 mgL1 (212 M) of Se decreased about 25 % compared to control. EC50 of 45 mgL1 (238.2 M) was determined for selenate. Ultrastructural studies with electronic microscope revealed cellular alterations. Electrophoresis of Se-exposed cell proteins suggests that selenate affects expression of the Rubisco gene. Microalga was able to accumulate up to 140 mgkg-1 of SeMet in 120 h of cultivation. The second type of microalgae experiments focused on the enrichment of C. sorokiniana in SeMet, grown in continuous conditions in a 2.2 L photobioreactor, in a medium supplemented with selenate concentrations ranging from 5 to 50 mgL-1. Continuous cultivation at several dilution rates was performed at 40 mgL-1 selenate obtaining a maximum of 246 gL-1day-1 of SeMet. Results suggest that an efficient batch and continuous cultivation of C. sorokiniana for the production of biomass enriched in the high value amino acid SeMet, at laboratory scale is feasible by carefully selecting sub-lethal selenate concentrations in culture medium as well as the culture dilution rates.
|
|
|
Využití řas pro produkci biomasy a bioproduktů
Slonek, Jaroslav ; Máša, Vítězslav (oponent) ; Brummer, Vladimír (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce je zaměřena na seznámení se s využitím řas k produkci biomasy a bioproduktů. Úvodní část práce je věnována taxonomickému rozdělení řas a základnímu shrnutí charakteristik jednotlivých skupin řas. Další část práce je věnována bioproduktům, které jsou získávány kultivací řas a jsou rozebrány možnosti dalšího zpracování těchto bioproduktů včetně jejich využití pro energetické účely. U kultivací je důraz kladen na moderní směry v této oblasti, tj. na možnost použití odpadních produktů v kultivačním procesu. V další části práce jsou rozebrány technologické parametry kultivace, jejich vlivy na růst a složení biomasy a produkci žádaných produktů. V další kapitole jsou shrnuty používané typy kultivačních bioreaktorů, v nichž dochází v kontrolovaném prostředí k růstu biomasy. Poznatky získané a shromážděné při tvorbě práce jsou dále diskutovány a shrnuty v závěru práce.
|
|
|
Řízení řasových bioreaktorů
Rek, David ; Naď, Martin (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce řeší problematiku kultivace mikrořas v uměle vytvořeném prostředí – bioreaktoru. Cílem je systematické představení faktorů ovlivňující růst mikrořas a nalezení způsobu jejich automatického řízení. V současnosti převládají bioreaktory laboratorní, u nichž probíhá většina obsluhy manuálně. S rostoucím zájmem o tyto technologie roste i množství prováděných poloprovozních testů s různými druhy mikrořas. Tyto kultivační testy bude třeba pro potřeby budoucího výzkumu a vývoje automatizovat. Práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V první části je čtenář seznámen s obrovským potenciálem využití mikrořas v různých odvětvích, počínaje potravinářským průmyslem, přes čištění odpadních vod, konče sekvestrací CO2 z ovzduší nebo odpadních plynů. Poté práce představuje faktory ovlivňující jejich růst a nakonec je popsán systém potřebných zařízení a senzorů důležitých pro automatické řízení tohoto procesu. Bakalářská práce tedy přináší shrnutí informací důležitých pro konstrukci a bezobslužný provoz mikrořasového bioreaktoru s ohledem na maximalizaci produktivity.
|
|
|
Návrh a realizace modulárního bioreaktoru s využitím odpadního tepla
Peterka, Michal ; Bajko, Jaroslav (oponent) ; Baxant, Petr (vedoucí práce)
Cílem práce je rozšíření stávajícího projektu o další možnosti využití odpadního tepla z biodegradační procesů a vylepšení návrhu bioreaktoru. V první části práce jsou shrnuty teoretické poznatky z využití biomasy a odpadních zdrojů. Praktická část je zpočátku zaměřena na rozvoj konstrukce bioreaktoru, následující část se zaobírá využitím tepelných trubic pro odvod tepla a poslední řadě je vyzkoušeno vyhřívání fermentoru a jímání vzniklého plynu. Vzniklý návrh realizace nového bioreaktoru se osvědčil, disponoval více výhodami než předchozí typ. Tepelné trubice mají vysoký potenciál v uplatnění odvodu tepla z bioreaktoru, následující kroky vy měly vést k vytvoření systému propojených tepelných trubic a regulovanému odběru tepla. Odběr bioplynu se zpočátku zdálo jako dobrá myšlenka, ovšem procesy uvnitř fermentoru jsou složitější, než se předpokládalo. Po krátké době se procesy uvnitř fermentoru zastavily, tudíž tento směr bude vyžadovat hlubší zkoumání.
|
|
|
Kombinovaná výroba tepla a bioplynu pomocí bioreaktoru
Novák, David ; Radil, Lukáš (oponent) ; Baxant, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá systémem bioreaktoru a jeho využitím k výrobě tepla a bioplynu. Bioreaktor využívá procesu kompostování a metanogení fermentace, které lidstvo zná už možná i stovky let ale i tak je kombinace těchto procesů poměrně neprozkoumaná oblast. V teoretické části práce jsou rozebrány stávající možnosti využití tepla vznikajícího v kompostu a dále je zde pak popsána používaná technologie malých bioplynových stanic a dalších malých systémů na výrobu bioplynu. Navazuje praktická část práce, kdy bylo úkolem navrhnout bioreaktor pracující i za nízkých teplot během zimy. Součástí řešení je prvotní návrh a vyzkoušení základní testovací konstrukce bioreaktoru následované realizací pokročilejšího a komplexnějšího systému zahrnujícího i ovládací a měřící centrum realizované pomocí mikrokontroleru.
|
|
|
Metody a technologie pro záchyt oxidu uhličitého v průmyslových provozech
Rek, David ; Máša, Vítězslav (oponent) ; Sukačová, Kateřina (vedoucí práce)
Rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře negativně ovlivňuje život na naší planetě. Lidstvo řeší vyvstalý problém prostřednictvím nadnárodních organizací, které motivují průmyslové podniky k rozvoji inovativních řešení v oblasti navyšování energetické efektivity a snižování množství produkovaných emisí. Nejvíce jsou zasaženy energeticky náročné sektory průmyslu, ke kterým se řadí i průmysl keramický. Diplomová práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V teoretické části je čtenář uveden do problematiky zvyšující se koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře, poté jsou představeny technologie zachycení, uložení a využití tohoto emisního plynu. Následně se práce zaměřuje na jednu z inovativních technologií – mikrořasové bioreaktory. Praktická část posuzuje využitelnost mikrořasových bioreaktorů pro záchyt emisního oxidu uhličitého v jednom z výrobních závodů společnosti LASSELSBERGER, s.r.o. realizující se v keramickém průmyslu. Trubicový bioreaktor o objemu 2000 m3 by zpracoval 3,75 % CO2 produkovaného klíčovým zařízením provozu – rozprachovou sušárnou, přičemž se vyprodukuje 367,92 t mikrořasové biomasy za rok.
|
|
|
Monitorování a řízení bioreaktoru pro optimální získávání tepla
Hujňák, Jan ; Bajko, Jaroslav (oponent) ; Baxant, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá získáváním tepelné energie při biodegradačních procesech, monitorováním a řízením těchto procesů. V teoretické části uvádí stručný přehled biodegradačních procesů, poté se zaměřuje pouze na procesy, při kterých dochází ke vzniku odpadního tepla. Zejména se zaměřuje na proces kompostování, jeho fáze, ideální skladbu kompostovaného materiálu, metody kompostování, řídící veličiny a zařízení pro jejich měření. Praktická část se zaměřuje na zdokonalení původního bioreaktoru a následnou realizaci nového bioreaktoru. Bioreaktor je poté monitorován za použití teplotních čidel, které pomocí měřených teplot popisují probíhající procesy uvnitř kompostu. Cílem bakalářské práce je propojení sestrojeného bioreaktoru s jurtou, realizace tepelného oběhu a řízení tohoto oběhu pomocí systému AMiNi tak, aby došlo k optimálnímu získávání tepla bez negativních vlivů na průběh biodegradačních procesů uvnitř bioreaktoru.
|
host ::
RSS.