Badania wpływu biologicznej obróbki materiałów lignocelulozowych na powstawanie inhibitorów fermentacji ciemnej
Korzyści płynące z biokonwersji lignocelulozy odpadowej to nie tylko pozyskiwanie energii, ale również
zmniejszenie ilości składowanych odpadów organicznych. Lignoceluloza jest materiałem szeroko dostępnym
oraz odznaczającym się wysoką zawartością węglowodanów, cechuje się złożoną budową, co sprawia, że dostęp
do poszczególnych jej składników jest utrudniony. Większość metod obróbki wstępnej lignocelulozy to metody
mechaniczne, chemiczne i fizykochemiczne, dzięki którym uzyskuje się zmniejszenie poziomu złożoności
lignocelulozy. Procesy te w połączeniu z hydrolizą enzymatyczną umożliwiają tzw. scukrzanie celulozy i
hemicelulozy do monosacharydów. Jedną z możliwości przetwarzania biomasy po obróbce wstępnej, w celu
otrzymania z niej biopaliw, jest ciemna fermentacja beztlenowa, czyli proces w wyniku, którego otrzymuje się
biowodór. Ponieważ mikroorganizmy fermentacji ciemnej w fazie wzrostu logarytmicznego oprócz produktów
gazowych, wydzielają jednocześnie kwasy organiczne, np. kwas octowy, oczywistą metodą zagospodarowania
brzeczek po fermentacji ciemnej wydaje się być fotofermentacja z zastosowaniem zielonych i purpurowych
bakterii siarkowych. W literaturze brakuje doniesień dotyczących wpływu ubocznych produktów obróbki
wstępnej surowca na przebieg wskazanych procesów fermentacji ciemnej i fotofermentacji. Za oporność biomasy
w przypadku procesów fermentacyjnych odpowiedzialna jest lignina. Delignifikacja, czyli ekstrakcja ligniny za
pomocą odczynników chemicznych powoduje wystąpienie tzw. obrzęku biomasy, zaburzeń struktury ligniny i w
konsekwencji wzrostu pola powierzchni wewnętrznej w strukturze lignocelulozowej. Efekt ten przekłada się na
zwiększenie dostępności włókien lignocelulozowych dla enzymów celulolitycznych lub, w przypadku procesu
jednostopniowego, dla mikroorganizmów. Z delignifikacją związane jest również uwolnienie do roztworu ligniny
i jej pochodnych, tj. pochodnych syringolu i gwajakolu [1]. Zgodnie z wiedzą autora, badania dotyczące
uwolnienia wymienionych substancji w drodze obróbki biologicznej nie są opublikowane. Przeprowadzenie
badań nad obróbką wstępną materiałów lignocelulozowych oraz nad potencjalnie powstającymi w tym procesie
pochodnymi ligniny umożliwią lepszy wgląd w mechanizmy obróbki wstępnej, co przyczyni się do rozwoju
dyscypliny naukowej, a także będzie stanowiło solidną podstawę do dalszych badań naukowych realizowanych w ramach badań naukowych na Politechnice Gdańskiej.
Informacje szczegółowe
- Akronim projektu:
- Obróbka biologiczna
- Program finansujący:
- MINIATURA
- Instytucja:
- Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
- Porozumienie:
- DEC-2021/05/X/ST8/00919 z dnia 2021-11-17
- Okres realizacji:
- 2021-12-02 - 2022-12-01
- Kierownik projektu:
- dr inż. Karolina Kucharska
- Realizowany w:
- Katedra Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej
- Typ zgłoszenia:
- Krajowy Program Badawczy
- Pochodzenie:
- Projekt krajowy
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
Publikacje powiązane z tym projektem
Filtry
wszystkich: 1
Katalog Projektów
Rok 2022
-
Zwiększenie wydajności hydrolizy enzymatycznej biomasy wskutek obróbki mechanicznej
PublikacjaWytwarzanie biogazu z biomasy odpadowej i innych odpadów frakcji Bio wymaga zastosowania etapu obróbki wstępnej. W literaturze opublikowano szereg prac związanych z obróbką mechaniczną, fizyczną, fizykochemiczną, chemiczną, a także biologiczną i enzymatyczną surowców o bogatej matrycy związków chemicznych. Na znaczeniu zyskują metody pozwalające jednocześnie uzyskać biopaliwo gazowe, ale także ciekłe produkty depolimeryzacji, które...
wyświetlono 679 razy