Naslov
Optimization of high shear extrusion pretreatment of grass from genus Miscanthus as raw material in bioethanol production
(Optimizacija uvjeta visokosmicajne ekstruzije trave iz roda Miscanthus kao sirovine za proizvodnju bioetanola)

Autori
Jurišić, Vanja

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Prehrambeno-biotehnološki fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
26.01

Godina
2012

Stranica
175

Mentor
Krička, Tajana ; Ćurić, Duška

Ključne riječi
ekstruzija; enzimska hidroliza; fraktalna kinetika; Miscanthus; optimizacija; prinos nusproizvoda; prinos šećera; proizvodnja bioetanola; stupanj konverzije
(bioethanol production; byproduct yield; degree of conversion; enzymatic hydrolysis; extrusion pretreatment; fractal kinetics; Miscanthus; optimization; sugar yield)

Sažetak
Cilj disertacije bio je utvrditi optimalne parametre visokosmicajne ekstruzije kao predtretmana u proizvodnji bioetanola iz trave M. sacchariflorus. M. sacchariflorus je ekstrudiran u jednopužnom ekstruderu pri različitim uvjetima kako bi se nakon enzimske hidrolize u trajanju od 72 sata postigli maksimalni prinosi glukoze, ksiloze, arabinoze te minimalni prinosi celobioze i nusproizvoda. Kako bi se postiglo navedeno te utvrdili optimalni uvjeti ekstruzije, prilikom planiranja pokusa, u obzir su uzete različite vrijednosti veličine čestice i sadržaja vode uzorka te različite temperature ekstruzije i brzine pužnice. Nakon predtretmana, provedena je enzimska hidroliza nakon koje su utvrđene koncentracije prisutnih referentnih šećera i nusproizvoda, a s ciljem utvrđivanja učinkovitosti ekstruzije kao predtretmana. Statistička analiza je potvrdila da su odabrani parametri imali signifikantni utjecaj na prinose šećera i nusproizvoda. Nadalje, utvrđeni su optimalni parametri ekstruzije i to veličina čestice od 1, 57 mm, sadržaj vode od 19.99%, temperatura ekstruzije od 100°C i brzina pužnice od 150 o/min. U navedenim uvjetima, može se postići sljedeće: glukoza – 24%, ksiloza – 3, 20%, arabinoza – 1, 13%, celobioza – 0, 52% i nusproizvodi – 2, 45%. Osim toga, utvrđen je stupanj konverzije supstrata i to stupanj konverzije do glukoze – 70, 17%, do ksiloze – 8, 72%, do arabinoze – 3, 09%, do celobioze – 1, 54% i do nusproizvoda – 6, 73%. Na temelju eksperimentalnih podataka tijekom enzimske hidrolize, utvrđeni su parametri koji opisuju fraktalnu kinetiku procesa hidrolize. Tako je najviši vremenski-ovisan koeficijent brzine, k, bio 0, 062, dok je najviši fraktalni eksponent, h, bio 0, 763. Skeniranjem uzoraka ekstrudiranih pri različitim uvjetima predtretmana na elektronskom mikroskopu, potvrdile su se promjene u strukturi mikrovlakana M. sacchariflorus, ovisno o primijenjenim uvjetima ekstruzije.

Izvorni jezik
Engleski

Znanstvena područja
Biotehnologija

POVEZANOST RADA