PL: Energooszczędna i bezodpadowa produkcja etanolu z natywnej skrobi kukurydzianej

abstractPL: Celem pracy było opracowanie nowoczesnej technologii wytwarzania etanolu z mąki kukurydzanej, z pominięciem kleikowania i upłynniania, przez zastosowanie enzymów działających na natywną skrobię kukurydzianą, z wykorzystaniem procesu jednoczesnego scukrzania natywnej skrobi i fermentacji etanolowej, w połączeniu z recyrkulacją frakcji ciekłej wywaru. Dla osiągnięcia tego celu zaplanowano przeprowadzenie następujących badań: określenie warunków do możliwie pełnej hydrolizy natywnej skrobi kukurydzianej i fermentacji etanolowej, wyznaczenie kinetyki tego procesu, wybór rasy drożdży gorzelniczych odznaczających się termotolerancyjnością i odpornością na wysokie stężenia etanolu, opracowanie technologii jednoczesnej hydrolizy natywnej skrobi kukurydzianej i fermentacji etanolowej, opracowanie metody produkcji etanolu z zastosowaniem recyrkulacji frakcji ciekłej wywaru, ocena stanu mikrobiologicznego fermentujących zacierów pod kątem rozwoju zakażeń mikrobiologicznych, określenie wpływu poszczególnych czynników stresogennych na przebieg fermentacji etanolowej, powiększanie skali procesu - od skali laboratoryjnej do przemysłowej. Przeprowadzone badania dowiodły, że preparat enzymatyczny STARGEN 001 pozwala na efektywną hydrolizę natywnej skrobi kukurydzianej w temperaturze 35-37oC, co umożliwia prowadzenie procesu jednoczesnej hydrolizy natywnej skrobi i fermentacji etanolowej. Na podstawie badań wykazano, że spośród trzech badanych termotolerancyjnych ras drożdży gorzelniczych, najlepiej dostosowaną do stresów środowiskowych, występujących w procesie produkcji etanolu, są drożdże z gatunku Saccharomycescerevisiae rasy Red Star Ethanol Red. W pracy wykazano, że rasa Red Star Ethanol Red posiada skuteczne mechanizmy adaptacji do stresów środowiskowych polegające na syntezie białek szoku cieplnego, szczególnie klasy Hsp70 i Hsp104, oraz syntezy trehalozy i glicerolu. Dalsza część badań wykazała, że stosując opracowaną technologię i rasę drożdży Red Star Ethanol Red, przy fermentowaniu zacieru kukurydzianego o stężeniu 25 % s.s. i 20 recyrkulacjach frakcji ciekłej wywaru możliwe jest uzyskanie końcowego stężenia etanolu na poziomie około 11% (v/v), przy wydajności praktycznej fermentacji sięgającej około 84 % wydajności teoretycznej i ponad 90% wykorzystaniu skrobi. Ponadto zastosowanie opracowanej technologii umożliwia zmniejszenie zużycia wody technologicznej o ponad 80 %, radykalną redukcję ścieków poprodukcyjnych i częściowe zmniejszenie zużycia energii na cele produkcyjne. Największym problemem w realizacji opracowanego procesu okazał się wysoki poziom skażenia mikrobiologicznego surowca i fermentujących zacierów, co miało negatywny wpływ na wydajność fermentacji etanolowej i jakość uzyskanego bioetanolu.

abstractEN: The aim of the work was to develop a modern technology of ethanol production from corn flour, omitting pasting and liquefaction, by using enzymes acting on native corn starch, using the process of simultaneous saccharification of native starch and ethanol fermentation, combined with recirculation of the liquid fraction of the stock.

status: finished

collation: 148