Studium růstu a optimalizace produkce vybraných metabolitů Zymomonas mobilis
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Diplomová práce pojednává o možnosti využití enzymatické hydrolýzy a bakterií Zymomonas mobilis při výrobě bioetanolu z odpadního papíru. V teoretické části jsou shrnuty základní informace o používaných metodách hydrolýzy, o papíru, jako surovině pro enzymatickou hydrolýzu, možnostech fermentační výroby bioetanolu se zaměřením na porovnání procesů enzymatické hydrolýzy a fermentace a simultánní sacharifikace a fermentace. Dále jsou zde rozebrány vhodné typy mikroorganismů pro etanolové kvašení a simultánní hydrolýzu a sacharifikaci, pojednání o jednotlivých výhodách a nevýhodách. Závěr teoretické části je věnován návrhu technologického postupu pro výrobu bioetanolu zahrnující všechny potřebné kroky od vstupu suroviny až po separaci vzniklého etanolu. V experimentální části byla provedena optimalizace parametrů hydrolýzy, fermentace a simultánní sacharifikace a fermentace za použití enzymů společnosti Novozymes® a bakterií Zymomonas mobilis CCM2770 a Zymomonas mobilis LMG457. Bylo sledováno množství přeměněné celulózy z papíru na glukózu a následně vzniklé množství etanolu metodou HPLC/RI. V rámci maximalizace efektivity procesu byl optimalizován druh pufru, množství buněk, enzymů a substrátu. Experimenty byly prováděny na papíru s vysokým obsahem celulózy a pro srovnání také na standardním médiu obsahujícím glukózu. Vyšších výtěžků enzymatické hydrolýzy bylo dosáhnuto s použitím enzymů Novozymes® Cellulosic ethanol enzyme Kit. Jako lepší producent se prokázal kmen Zymomonas mobilis LMG457.
In the diploma thesis are discussed the process of enzymatic hydrolysis of waste paper as a source for the production of bioethanol by bacteria Zymomonas mobilis. In the theoretical part summarize basic information about particular methods of hydrolysis, about paper used as a raw material for enzymatic hydrolysis, about possibilities of the fermentative production of bioethanol focusing on the method of simultaneous saccharification and fermentation comparison with enzymatic hydrolysis and fermentation. Suitable microorganisms for ethanolic fermentation and simultaneous saccharification and fermentation and their advantages and disadvantages, are further discussed in this part as well. The theoretical part ends with the suggestion of the technological process for production of bioetanol. It covers all necessary steps from the input of raw material to the separation of produced ethanol. In the experimental part various parameters of hydrolysis, fermentation and simultaneous saccharification and fermentation were optimized using enzymes from Novozymes® company and the Zymomonas mobilis CCM2770 and Zymomonas mobilis LMG457 bacterium. The conversion rate of paper cellulose to gluckose and production of ethanol were observed by HPLC/RI method. Type of buffer, quantity of cells, enzyme and substrate were optimized in order to maximize the efficiency of the process. All experiments were performed on paper containing high amount of cellulose and for comparison on standard medium which contains gluckose. The highest yields was achieved with the use of Novozymes® Cellulosic ethanol enzyme Kit. The strain Zymomonas mobilis LMG457 has demonstrated as a better producer.
In the diploma thesis are discussed the process of enzymatic hydrolysis of waste paper as a source for the production of bioethanol by bacteria Zymomonas mobilis. In the theoretical part summarize basic information about particular methods of hydrolysis, about paper used as a raw material for enzymatic hydrolysis, about possibilities of the fermentative production of bioethanol focusing on the method of simultaneous saccharification and fermentation comparison with enzymatic hydrolysis and fermentation. Suitable microorganisms for ethanolic fermentation and simultaneous saccharification and fermentation and their advantages and disadvantages, are further discussed in this part as well. The theoretical part ends with the suggestion of the technological process for production of bioetanol. It covers all necessary steps from the input of raw material to the separation of produced ethanol. In the experimental part various parameters of hydrolysis, fermentation and simultaneous saccharification and fermentation were optimized using enzymes from Novozymes® company and the Zymomonas mobilis CCM2770 and Zymomonas mobilis LMG457 bacterium. The conversion rate of paper cellulose to gluckose and production of ethanol were observed by HPLC/RI method. Type of buffer, quantity of cells, enzyme and substrate were optimized in order to maximize the efficiency of the process. All experiments were performed on paper containing high amount of cellulose and for comparison on standard medium which contains gluckose. The highest yields was achieved with the use of Novozymes® Cellulosic ethanol enzyme Kit. The strain Zymomonas mobilis LMG457 has demonstrated as a better producer.
Description
Citation
LUKAČKOVÁ, A. Studium růstu a optimalizace produkce vybraných metabolitů Zymomonas mobilis [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2012.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. Ing. Peter Šimko, DrSc. (předseda)
doc. Ing. Jiřina Omelková, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
Date of acceptance
2012-06-04
Defence
1. Diplomantka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Diplomantka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
doc. Márová: Je dostupný vhodný fermentor ?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení