Abstrakt

Produkcja wodoru z biomasy z wykorzystaniem procesów biologicznych jest korzystną ekonomicznie alternatywą w porównaniu do otrzymywania wodoru np. na drodze zgazowania, pirolizy, czy przez rozkład biomasy w warunkach nadkrytycznych. Wśród biologicznych procesów otrzymywania wodoru, za najbardziej obiecującą uważa się ciemną fermentację wodorową, w której substraty organiczne są przekształcane bez udziału światła przez bakterie w procesie oddychania beztlenowego. Niniejsza praca jest opracowaniem optymalnej metodyki i procedury procesowej kontroli beztlenowej fermentacji ciemnej przy okazji badania możliwość adaptacji bakterii Enterobacter aerogenes do otrzymywania wodoru z wykorzystaniem z pożywki tioglikolanowej oraz gliceryny rozcieńczonej wodą w okresowym reaktorze wyposażonym w pomiar i regulację pH i temperatury. Do analizy fazy gazowej stosowano technikę kolumnowej adsorpcyjnej chromatografii gazowej w dwóch układach rozdzielczych, w warunkach izotermicznych: kolumnę wypełnioną sitem molekularnym 5Å - do rozdzielania H2, O2 i CH4 oraz kolumnę wypełnioną Porapakiem Q - dla CO2 i CO. Do oznaczania stężeń służył detektor termokonduktometryczny (TCD). Rozdzielanie składników fazy ciekłej prowadzono techniką wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) w warunkach izokratycznych, z zastosowaniem odwróconego układu faz (RP) i kolumny Agilent Zorbax SB-Aq stosując w formie eluentu, różne, bardzo niskie stężenia wodnych roztworów H2SO4, albo czystą wodę oraz wykorzystując przepływ zwrotny eluentu w kolumnie (BF). Do badania stężenia składników brzeczek stosowano różnicowy detektor refraktometrycznego (RID) oraz dodatkowo, detektor spektrofotometryczny w zakresie nadfioletu i światła widzialnego z tablicą fotoelementów (UV-VIS/DAD). Badania wykazały, że do rozdzielania i oznaczania kwasów karboksylowych oraz gliceryny w fazie ciekłej można zastosować kolumnę ZORBAX SB-Aq, z rozcieńczonym kwasem siarkowym (VI) o pH=2,5, jako eluentem oraz z dwoma detektorami RID i UV-VIS DAD. Stwierdzono, że opisana metodyka zastosowania HPLC-RID-UV-VIS/DAD oraz kolumny SB-Aq pozwala na uzyskanie w czasie kilkunastu minut wiarygodnych informacji o przebiegu procesu beztlenowej fermentacji ciemnej wytwarzania biowodoru z gliceryny odpadowej w zakresie zawartości kwasów karboksylowych i gliceryny.

Autorzy (7)