Naslov
Proizvodnja bioetanola iz enzimskog i kiselinskog hidrolizata pivskog tropa
(Production of bioethanol from enzymatic and acid hydrolyzate of brewer’s spent grain)

Autori
Božinović, Marko ; Vičević, Renata ; Zekić, Nikolina (Šalić, Anita - mentor)

Vrsta, podvrsta
Ostale vrste radova, rektorova nagrada

Godina
2022

Ključne riječi
bioetanol, Saccharomyces cerevisiae, fermentacija, pivski trop
(bioethanol, Saccharomyces cerevisiae, fermentation, brewer’s spent grain)

Sažetak
Ioetanol je alkohol dobiven fermentacijom ugljikohidrata. Danas se bioetanol najviše proizvodi iz sirovina na bazi šećera ili škroba pomoću kvasaca kao što je Saccharomyces cerevisiae. S. cerevisiae je najzastupljeniji kvasac u industrijskim procesima. Gotovo cjelokupna svjetska proizvodnja bioetanola se provodi pomoću S. cerevisiae zbog visokog prinosa koji iznosi 0, 45-0, 50 grama etanola po gramu glukoze, visoke produktivnosti od 2-5 g/(L·h) te mogućnosti rasta pri visokim koncentracijama šećera i bioetanola. U ovom radu provedena je fermentacija glukoze primjenom 7 komercijalno dostupnih kvasaca roda Saccharomyces. Preliminarna istraživanja pokazala su da su kvasci S. cerevisiae – suhi kvasac i S. cerevisiae var. bayanus – vinski kvasac najpogodniji za proizvodnju bioetanola. Suhi kvasac izabran je za provedbu daljnjih istraživanja zbog najveće prosječne brzine potrošnje glukoze (k = 0, 516±0, 030 g/(L·h)) za potpunu potrošnju) pritom dajući, s obzirom na početnu koncentraciju glukoze, relativno veliku koncentraciju bioetanola (γE = 0, 059±0, 001 g/L). Drugi kvasac odabran za daljnja istraživanja bio je vinski kvasac koji je najsporije trošio glukozu (k = 0, 086±0, 008 g/(L·h)), ali je provedbom fermentacije s ovim kvascem postignuta najveća koncentracija bioetanola (γE = 0, 060±0, 007 g/L). Kako bi se ispitao utjecaj koncentracije glukoze na učinkovitost i produktivnost procesa provedena je fermentacija hranjivih podloga u kojima je početna koncentracija glukoze bila 5, 10 i 50 g/L. Najveća produktivnost i učinkovitost bioprocesa (Pr = 0, 085±0, 001 g/(L·h) i E = 80, 668±0, 561 %) je postignuta u procesu provedenim sa suhim kvascem u kojemu je početna koncentracija glukoze bila 5 g/L te su ta koncentracija glukoze i kvasac odabrani za daljnju provedbu procesa. S ciljem intenzifikacije procesa provedena je fermentacija u šaržnom reaktoru s dotokom supstrata što nije rezultiralo povećanjem učinkovitosti i produktivnosti. Iz tog razloga, kao i zbog jednostavnosti i ekonomske opravdanosti procesa, provedena je fermentacija hidrolizata pivskog tropa u šaržnom reaktoru. Fermentacija je provedena s četiri različita kiselinska hidrolizata pivskog tropa kojemu je podešavanje pH provedeno s NaOH ili Ca(OH)2 te s dodatkom ili bez aktivnog ugljena). Najučinkovitijim hidrolizatom pokazao se onaj tretiran s aktivnim ugljenom i Ca(OH)2 fermentacijom kojeg su postignuti sljedeći pokazatelji uspješnosti procesa: YP = 8, 576±0, 247 g/L, YP/S = 0, 502±0, 014 g/g, E = 98, 148±2, 829 % i Pr = 0, 332±0, 010 g/(L·h).

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

Napomena
Ovaj rad dobitnik je Rektorove nagrade za
akademsku godinu 2021./22. u kategoriji
Nagrada za timski znanstveni i umjetnički rad (tri
do deset autora)

POVEZANOST RADA