Η βιοαιθανόλη παράγεται από την αλκοολική ζύμωση σακχαρούχων, αμυλούχων και κυτταρινούχων πρώτων υλών. Η χρήση της ως εναλλακτικό καύσιμο (βιοκαύσιμο), μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.
Στην βιοτεχνολογική παραγωγή αιθανόλης έχει μελετηθεί εκτεταμένα η χρήση ακινητοποιημένων κυττάρων, ως μέσο για τη αύξηση της παραγωγικότητας των ζυμώσεων. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η προοπτική αξιοποίησης δύο νέων φυσικών υλικών, ως φορέων ακινητοποίησης των κυττάρων της ζύμης για την παραγωγή βιοαιθανόλης. Ο φορείς αυτοί είναι η ελίφη που αποτελεί το εσωτερικό του αποξηραμένου καρπού του φυτού Luffa cylindrica και τεμάχια του βλαστού του φυτού Arundo donax (καλάμι).
Σε όλα τα πειράματα με βιοαντιδραστήρες διαλείποντος έργου, παρουσία των φορέων η παραγωγικότητα σε αιθανόλη αυξήθηκε σημαντικά και μάλιστα σε ορισμένες περιπτώσεις διπλασιάστηκε σε σχέση με τις αντίστοιχες ζυμώσεις απουσία του φορέα. Η βελτίωση είναι ιδιαίτερα σημαντική σε διαλύματα υψηλής αρχικής πυκνότητας σακχάρων (> 18 oBe), στα οποία τα κύτταρα της Saccharomyces cerevisiae, απουσία του φορέα αδυνατούν να αξιοποιήσουν το μεγαλύτερο ποσοστό των διαθέσιμων σακχάρων. Η θετική επίδραση των φορέων, παρουσίασε σταθερότητα κατά την χρήση των ίδιων φορέων σε διαδοχικές ζυμώσεις, γεγονός που αποτελεί ένα επιπλέον θετικό στοιχείο που αφορά στη διαχρονική χρήση τους. Η ακινητοποίηση των κυττάρων στους φορείς, μελετήθηκε με παρατή¬ρηση σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM). Επιβεβαιώθηκε πώς η επιφάνεια των φορέων καλύφθηκε από ένα εκτεταμένο βιολογικό υμένιο βιοκαταλύτη, το οποίο αυξάνει σημαντικά και με μικρό κόστος την παραγωγικότητα του βιοαντιδραστήρα.
Συμπερασματικά, τόσο η ελίφη, όσο και το καλάμι, φαίνεται ότι συγκεντρώνουν σημαντικά πλεονεκτήματα για να αποτελέσει η χρήση τους μια ουσιαστική πρόταση για βελτίωση της τεχνολογίας παραγωγής βιοαιθανόλης. / Bioethanol is produced by the alcoholic fermentation process of sugar-containing, starchy and cellulosic raw materials. Its use as an alternative fuel (biofuel) could significantly contribute in air pollution reduction.
Considerable amount of research has been carried out to develop new, highly efficient fermentation processes. One such area that has received great attention has been the use of immobilized cell systems. In the present study, we investigated the perspective to use two new natural materials as carriers for yeast cell immobilization. These materials are loofa sponge, obtained from the matured dried fruit of Luffa cylindrica and fragments of the stalk of Arundo donax (cane).
All batch fermentations that carried out in the presence of carriers, had enhanced productivities (even 100% increase related to the fermentations without the carrier). This was more intense at high sugar densities (18 oBe). The positive effect of the carriers showed significant viability, when the same carriers were used in repeated batch fermentations. Cell immobilization on the carriers, was confirmed after observation in Scanning Electron Microscope. Carrier’s surface was covered by layers of biocatalyst (biofilm).
Consequently, it was demonstrated that both loofa and cane, assemble enough advantages in order to constitute an effective suggestion, to improve the alcohol production technology.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/1139 |
| Date | 08 December 2008 |
| Creators | Παπανικολάου, Βασιλική |
| Contributors | Καλιάφας, Αργύρης, Καλιάφας, Αργύρης, Δημητριάδης, Γεώργιος, Χρυσάνθης, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0012 seconds