Η λιγνοκυτταρίνη είναι, περίπου, η μισή από τη συνολική ποσότητα ύλης που παράγεται από τη φωτοσύνθεση. Αποτελείται από τρία είδη πολυμερών: την κυτταρίνη, την ημικυτταρίνη και τη λιγνίνη. Η κυτταρίνη είναι το απλούστερο από τα συστατικά που βρίσκονται σε λιγνοκυτταρινικά υλικά. Είναι η πιο διαδεδομένη οργανική ένωση στη φύση.
Μεγάλα ποσοστά κυτταρίνης συναντάμε στα διάφορα είδη χαρτιού. Έχει βρεθεί πως το 80% των αποβλήτων ενός σπιτιού σχετίζεται με την κατανάλωση χαρτιού. Τίθεται, λοιπόν, άλλο ένα ερώτημα πως μπορεί να γίνει δυνατή η αξιοποίηση αυτής της οργανικής ύλης. Αρκεί να διασπαστεί η κυτταρίνη σε γλυκόζη.
Η παραγωγή γλυκόζης είναι το πιο ακριβό βήμα κατά την παραγωγή αιθανόλης από βιομάζα. Συνεπώς, κρίνεται απαραίτητη η μείωση του κόστους της παραγωγής της γλυκόζης για την βιομηχανική εκμετάλλευση της μεθόδου.
Κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας διερευνήθηκε η βέλτιστη απόδοση 2 συγκεκριμένων βιομηχανικών ενζύμων για την παραγωγή γλυκόζης από 5 διαφορετικά είδη χαρτιού: Α4, ανακυκλωμένο, χαρτοπετσέτα, χαρτί κουζίνας και χαρτόκουτο. Τα ένζυμα αυτά είναι μια κυτταρινάση (Celluclast 1.5 L FG) και μια κελλοβιάση (Novozym 188), τα οποία πρέπει να χρησιμοποιηθούν μαζί γιατί δρουν συνεργειακά, το πρώτο αποικοδομώντας τη μεγαλομοριακή κυτταρίνη σε μικρού μεγέθους ολιγοσακχαρίτες και κυρίως κελλοβιόζη, και το δεύτερο υδρολύοντας την κελλοβιόζη σε γλυκόζη. Τα είδη χαρτιού επιλέχθηκαν λόγω της ευρείας χρήσης τους, αλλά και της αδυναμίας πολλαπλής ανακύκλωσής τους ή ακόμα απλής (χαρτοπετσέτα, χαρτί κουζίνας) ανακύκλωσής τους.
Το πρόβλημα υπό εξέταση σε αυτά τα πειράματα ήταν διττό: η διερεύνηση, και κατά πόσο είναι απαραίτητη, ειδικής επεξεργασίας των χαρτιών πριν την εφαρμογή τους προς παραγωγή γλυκόζης και η χρήση διασυνδεδεμένων ενζύμων για τη μείωση του κόστους εφαρμογής τους
Αρχικά μελετήθηκε η απόδοση αυτών των ενζύμων, σε ελεύθερη μορφή (μη διασυνδεδεμένα), στην παραγωγή γλυκόζης από απόβλητα χαρτιού. Παρόλα αυτά, συνέχισαν να υπάρχουν 2 βασικά μειονεκτήματα: α. η ενζυμική δραστικότητα χάνονταν με γρήγορο ρυθμό, με αποτέλεσμα να περιορίζεται η παραγωγή της γλυκόζης, β. αρκετά μεγάλο οικονομικό κόστος των ενζύμων.
Γι’ αυτό στη συνέχεια μελετήθηκε η απόδοση των ενζύμων αφού αυτά είχαν μερικώς ακινητοποιηθεί μέσω διασύνδεσης, το Celluclast με EDAC και το Novozym με γλουταραλδεϋδη, όπως είχε διαπιστωθεί από προηγούμενες μελέτες ότι είναι ο καλύτερος συνδυασμός, ο οποίος μάλιστα επιτρέπει σε υψηλό ποσοστό τη διατήρηση της ενζυμικής δραστικότητας. Κάτω από αυτές τις συνθήκες επιτεύχθηκε σταθεροποίηση των ενζύμων και μείωση της χρονικής διάρκειας της κατεργασίας σε δύο ημέρες από πέντε που απαιτούνταν με τη χρήση μη διασυνδεδεμένων ενζύμων. / The ligno is about half the total quantity of matter produced by photosynthesis. It consists of three types of polymers: cellulose, the hemicellulose and lignin. Cellulose is the simplest of ingredients are ligno-cellulosic materials. It is the most common organic compound in nature.
Large percentages of cellulose found in different types of paper. It found that 80% of waste a house associated with the consumption of paper. The question, then, another question that may be possible to use this organic matter. Just to break the cellulose into glucose.
The production of glucose is the most expensive step in the production of ethanol from biomass. Therefore, it is necessary to reduce the cost of production of glucose for the industrial exploitation of the method.
During the experimental procedure to investigate the optimal performance of these 2 enzymes for industrial production of glucose from 5 different types of paper: A4, recycled, napkin, kitchen paper and cardboard box. The enzyme is a cellulase (Celluclast 1.5 L FG) and a kelloviasi (Novozym 188), which must be used together because they act synergistic, the first deconstructing the macromolecular cellulose into small oligosaccharides and especially cellobiose, and the second hydrolyzing the cellobiose glucose. The paper items were selected because of their widespread use, and the inability of multiple recycling or even simple (napkin, kitchen paper) recycling.
The problem under consideration in these experiments was twofold: to investigate, and whether it is needed, special processing of papers prior to their use for glucose production and use of enzyme grid to reduce the cost of their implementation
First, the performance of these enzymes in free form (not connected), the glucose production from waste paper. Nevertheless, they continued to have 2 main drawbacks: a. The enzyme activity lost at a rapid pace, thereby limiting the production of glucose, b. sizable economic cost of enzymes.
So then we studied the efficiency of enzymes after they had been partially paralyzed by liaison with the Celluclast EDAC and Novozym with glutaraldehyde, as found by previous studies that the best combination, which allows even high conservation enzyme activity. Under these conditions achieved stabilization of enzymes and reducing the duration of treatment in two days from five required the use of non-connected enzymes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/4074 |
| Date | 11 January 2011 |
| Creators | Λάγιος, Γεράσιμος |
| Contributors | Βύνιος, Δημήτριος, Lagios, Gerasimos, Βύνιος, Δημήτριος, Αλετράς, Αλέξιος, Θεοχάρης, Αχιλλέας |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0028 seconds