|
|
Enzymatická hydrolýza odpadní papíroviny - zdroj suroviny pro výrobu kapalných biopaliv
Lepař, Petr ; Stloukal, Radek (oponent) ; Gabriel, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o procesu enzymatické hydrolýzy odpadní papíroviny jako zdroje pro výrobu kapalných biopaliv. Navazuje bezprostředně na stejnojmennou diplomovou práci Ing. Brummera, je jejím pokračováním a vychází z poznatků, které byly v předchozí práci vyřešeny a rozhodnuty. V teoretické části jsou shrnuty základní informace o enzymatické hydrolýze odpadní papíroviny a s tím související vlivy různých faktorů na rychlost a stupeň hydrolýzy. Zvýšená pozornost je věnována odpadní lepence a metodám její předúpravy s ohledem na maximalizaci výtěžku hydrolýzy. Další část shrnuje možnosti fermentační výroby biopaliva se zaměřením na metodu simultánní sacharifikace a fermentace, u které je podrobněji diskutován výběr vhodného mikroorganismu pro etanolové kvašení. Poslední část je věnována návrhu technologického postupu od vstupu suroviny až po separaci vzniklého etanolu. V experimentální části byla zkoumána předúprava odpadní papíroviny za účelem maximalizace efektivity hydrolýzy. Nejlepších výsledků bylo dosaženo za použití vibračního mlýna. Dále byly optimalizovány jednotlivé parametry simultánní sacharifikace a fermentace za použití enzymů společnosti Novozymes® a kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Byla sledována míra přeměny celulózy obsažené v odpadní papírovině na redukující sacharidy spektrofotometrickou metodou dle Somogyi – Nelsona a množství vznikajícího etanolu bylo kvantifikováno za pomoci HPLC/RI. V rámci práce byly optimalizovány podmínky (množství enzymů, substrátu, živin, kvasinek, teplota, pH, druh pufru) s ohledem na maximalizaci efektivity celkového procesu. Veškeré experimenty byly prováděny na vlnité lepence, která byla zvolena v diplomové práci Ing. Brummera jako nejperspektivnější materiál k hydrolýze patřící mezi odpadní papírovinu.
|
|
|
Využití odpadů rostlinného původu
Habáníková, Kamila ; Šťavíková, Lenka (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Tato práce popisuje vlastnosti a využití odpadů rostlinného původu, které vznikají při průmyslovém zpracování, a upřesňuje jejich složení. Kultivací určitých mikroorganismů na těchto materiálech jsou produkovány enzymy, které mohou mít průmyslové využití. V experimentální části je sledována pomocí vybraných mikroorganismů produkce enzymů na použitém odpadním materiálu hroznové výlisky. Odpady, jejich zpracování a využití je a bude neustále velmi diskutované téma v naší společnosti.
|
|
|
Enzymatic hydrolysis of waste paper pulp - source of raw material for production of liquid biofuels
Brummer, Vladimír ; Ing.Marián Illáš (oponent) ; Gabriel, Petr (vedoucí práce)
This master’s thesis is aimed at process of enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material – waste paper as a source of raw material for production of liquid biofuels. In the theoretical part of this work are summarized previously used methods of hydrolysis and lignocellulosic materials used for the process of hydrolysis as a source of fermentable sugars for fermentation technology. The different types of waste paper are evaluated from the composition and usability with consideration to the papermaking process in order to select the appropriate type of waste paper for the enzymatic hydrolysis process. In the next part of this work are suggested technological premises and procedures for the preparation of raw materials and the subsequent enzymatic hydrolysis of these pre–treated materials. In the experimental part were optimized parameters of enzymatic hydrolysis using the Novozymes company enzyme package. Enzymatic degradation of cellulose to reducing sugars was observed using Somogyi – Nelson method. For the verification of hydrolysis conditions were used model materials with high cellulose content – pulp and filter paper. Conditions, which seems to be the best after testing on the model materials, were verified on specific waste paper materials – offset cardboard, recycled paper, matte MYsol paper and for comparison again on model materials – pulp and filter paper. The highest yields was achieved with the use of cardboard, which was further tested using various combinations of pretreatment to material for purpose of increase the yields of hydrolysis.
|
|
|
Využití odpadů rostlinného původu
Habáníková, Kamila ; Flodrová, Dana (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Produkce celulasy a polygalakturonasy pomocí Aspergillus niger a Aureobasidium pullulans byla sledována při kultivaci solid state fermentation (SSF) a submerzní (SmF). Jako substrát byly použity hroznové výlisky a slupky z mandarinek. Pomocí Aspergillus niger byla celulasa na hroznových výliscích detekována po 72 hodinové SSF kultivaci a po 24 hodinách u SmF. Celulasová aktivita byla vyšší u systému SmF. Větší produkce polygalakturonasy byla u SmF kultivace zaznamenána ke konci období. Polygalakturonasová aktivita byla vyšší u SmF kultivace. SSF fermentace na slupkách z mandarinek byla podobná, nejvyšší aktivita byla detekována po 72 hodinách. Produkce polygalakturonasy u SSF systému byla odlišná od produkce u SmF. Srovnáním produkce enzymu na hroznových výliscích a slupkách z mandarinek vyplývá, že polygalakturonasová aktivita je nejvyšší u kultivace SmF se slupkami z mandarinek. U Aureobasidium pullulans byla celulasa na hroznových výliscích detekována u obou fermentací po 48 hodinách. Aktivita celulasy byly vyšší u kultivace SSF. Vyšší hodnoty polygalakturonasy byly detekovány ve druhé půli kultivačního období. Polygalakturonasová aktivita byla vyšší u kultivace SmF. SSF kultivace se slupkami z mandarinek byla podobná – nejvyšší celulolytická aktivita byla zaznamenána po 48 hodinách. Produkce polygalakturonasy byla rozdílná, ale nejvyšší aktivity bylo dosaženo na slupkách z mandarinek u SmF způsobu. Pro oba systémy a oba odpadní materiály byla sledována i produkce mangan-dependentní peroxidasy. Její nejvyšší aktivity bylo dosaženo na počátku kultivace. Rozdíly v produkci enzymů pomocí Aspergillus niger a Aureobasidium pullulans jsou závislé nejen na použitém substrátu, ale také na způsobu fermentace.
|
|
|
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 odpadů z potravinářských výrob
Hurčíková, Andrea ; Babák, Libor (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Odpady zemědělského a potravinářského průmyslu jsou v dnešní době dostupné ve velkém množství kdekoliv na světě. Většina těchto odpadů obsahuje celulosu (30 - 40 %), hemicelulosu (20 - 40 %) a lignin (10 - 20 %). Proto tyto odpadní materiály mají široké použití jako substráty pro mikrobiální růst a produkci enzymů. Mikroorganismy jsou schopné využívat organické látky z odpadů jako zdroj energie pro růst a uhlík pro syntézu buněčné biomasy [24]. Jako substráty pro kultivaci mikroorganismů a následnou produkci enzymů lze využít pšeničnou a rýžovou slámu. Tuto diplomovou práci jsem zaměřila na využití odpadů z potravinářského průmyslu pro produkci enzymů pomocí mikroorganismů. Sledovalo se využití pšeničné slámy jako zdroje energie pro růst testovaných mikroorganismů a zjišťovala se jejich schopnost produkovat oxidoreduktasy resp. lakasu.V rámci práce se provedla optimalizace podmínek růstu Aureobasidium pullulans. Dále se studovala jeho lakasová aktivita. Jako substrát se používala mletá pšeničná sláma. Kultivace se prováděla v termostatu při teplotě 27°C. Provedená studie neprokázala aktivitu lakasy při kultivaci na slámě. Při optimalizaci růstu Aureobasidium pullulans se Petriho misky kontaminovaly třemi neznámými mikrooganismy. U jednoho z nich se prokázala produkce lakasy při kultivaci se slámou.
|
|
|
Studium produkce hydrolytických enzymů pro zpracování celulosového odpadu
Řezáčová, Barbora ; Flodrová, Dana (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Studium produkce hydrolytických enzymů bylo zaměřeno na produkci celulasy a polygalakturonasy pomocí dvou mikrobiálních kmenů – Aspergillus niger a Aureobasidium pullulans. Enzymy byly produkovány za podmínek procesu "solid-state fermentation". Jako substrát byla zvolena mletá pšeničná sláma a řepné výlisky zvlhčené vodou, bezuhlíkatým mediem nebo glukosovým mediem. Během kultivace byl sledován vliv bezuhlíkatého media a glukosy na produkci daných enzymů. Nejvyšší produkce polygalakturonasy bylo dosaženo při kultivaci Aspergillus niger na řepných výliscích zvlhčených bezuhlíkatým mediem. Nejvyšší produkce celulasy bylo dosaženo při kultivaci Aspergillus niger na mleté pšeničné slámě zvlhčené glukosovým mediem.
|
|
|
Využití odpadního papíru na mikrobiální produkci celuláz
Peterek, Miroslav ; Flodrová, Dana (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Studium možnosti využití odpadního papíru na mikrobiální produkci celulas bylo prováděno za pomoci kultivace Aspergillus niger na zdroji uhlíku, kterým byl odpadní kancelářský papír a karton, zvlhčený bezuhlíkatým médiem, nebo destilovanou vodou. Kultivace probíhala způsobem SSF v Erlenmeyerových baňkách a kolonách. Byla sledována koncentrace extracelulárních proteinů, jejich celulasová akivita a u vybraných vzorků i aktivita proteasová. Bylo zjištěno, že nejvýhodnějším způsobem kultivace z hlediska produkce celulas je kultivace v koloně, promývané bezuhlíkatým médiem v třídenních intervalech.
|
|
|
Využití odpadních materiálů k přípravě hydrolyzátů pro fermentační fázi.
Vadovičová, Natália ; Hrstka, Miroslav (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na studium a porovnání různých druhů hydrolýz, jejich optimalizaci a také maximalizaci výtěžků nejvhodnější hydrolýzy pro navazující fermentaci. Jako substrát byly zvoleny pomerančové slupky. Substrát byl nejdříve mechanicky rozmělněn a poté z něj byla připravena suspenze, která podstoupila jednu ze zkoumaných metod předúpravy. Provedly se hydrolýzy fyzikální, jako mikrovlny, zvýšená teplota či ultrazvuk, nebo hydrolýzy chemické, a to kyselé i alkalické. Byly použity i kombinace fyzikálních a chemických metod. Optimalizace enzymatické hydrolýzy materiálu proběhla s použitím enzymů Novozymes® NS50013 a NS50010. Dále byla studována produkce celulolytických a pektolytických enzymů po dobu 10 dní procesem SSF za použití kmenu A. niger. U všech provedených hydrolýz proběhlo stanovení výtěžku redukujících cukrů pomocí metody dle Somogyi Nelsona. Z různých metod předúprav se jako nejúspěšnější prokázala enzymatická hydrolýza, a to kombinace obou enzymů při kultivaci trvající 96 hodin, o pH = 4,5 a teplotě 45 °C. Výtěžky redukujících sacharidů v těchto hydrolyzátech dosahovaly 27,4241 ± 0,0007 gl-1.
|
|
|
Imobilizace vybraných glykanohydroláz
Reichstädter, Marek ; Trachtová, Štěpánka (oponent) ; Omelková, Jiřina (vedoucí práce)
Teoretická část této diplomové práce pojednává o celulolytických enzymech, jejich mikrobiálních producentech, možnostech využití takových enzymů v průmyslu a jak lze enzymy - nejen celulolytické - imobilizovat. Experimentální část se zabývá zkoumáním preparátů připravených imobilizací různých množství celulolytického komplexu komerčního preparátu Cellulast 1.5L na syntetické nosiče z polyethylentereftalátu - komerční Sorsilen, PET nosič a glutaraldehydem aktivovaný PET nosič. Aktivita enzymových preparátů byla sledována Somogyiho metodou spektrometricky. U imobilizovaného preparátu s nejvyšší aktivitou bylo stanoveno teplotní a pH optimum. Také byla sledována změna účinku mezi volným a imobilizovaným enzymem metodou měření poklesu viskozity substrátu v závislosti na degradaci jeho glykosidických vazeb.
|
host ::
RSS.