PL: Fermentacja etanolowa surowców ligninocelulozowych | EN: Ethanol fermentation of lignocellulose raw materials

abstractPL: Celem pracy była ocena możliwości wykorzystania preparatu enzymatycznego uzyskanego w warunkach laboratoryjnych w procesie produkcji etanolu z surowców ligninocelulozowych. Materiał doświadczalny w badaniach stanowiło sorgo cukrowe Sucrosorgo 506. Rozdrobnione rośliny sorgo w stężeniach 15, 21 i 27% wag. poddawano prehydrolizie kwasowej (2% H2SO4, 150oC, 1h), po której korygowano pH (4.5, 5.0 i 5.5), a następnie prowadzono procesy hydrolizy enzymatycznej i fermentacji metodami: SHF- osobnej hydrolizy (42, 50 i 58oC, 72h) i fermentacji (37 oC, 72h) oraz SSF (równoczesnej hydrolizy i fermentacji (30, 37 i 42oC, 144h) z wykorzystaniem enzymu wytworzonego laboratoryjnie C1 oraz preparatu handlowego CTeC2 (Novozymes). Porównano zawartość etanolu oraz ubocznych produktów fermentacji w płynach pofermentacyjnych, oznaczaną za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Stwierdzono, że niezależnie od rodzaju zastosowanego enzymu, realizacja procesu produkcji etanolu metodą SHF, okazała się bardziej efektywną metodą produkcji etanolu. Większe ilości etanolu, zarówno w procesie SHF, jak i SSF, otrzymywano w próbach hydrolizowanych z udziałem preparatu handlowego CTeC2. Po zastosowaniu w procesie hydrolizy enzymatycznej enzymu laboratoryjnego C1, w płynach pofermentacyjnych oznaczano mniejsze ilości badanych ubocznych produktów fermentacji, tj. kwasu octowego i glicerolu, w porównaniu z próbami otrzymanymi z udziałem preparatu handlowego. Analiza statystyczna wykazała, że znaczący wpływ w procesie SHF z wykorzystaniem enzymu laboratoryjnego C1 i handlowego CTeC2 oraz w procesie SSF z wykorzystaniem enzymu C1, miało stężenie substratu i temperatura. Otrzymane wyniki wskazują na konieczność dalszych badań nad optymalizacją warunków prowadzenia procesów z wykorzystaniem preparatu enzymatycznego C1.

abstractEN: The aim of the study was to assess the possibilities of using an enzymatic preparation obtained in laboratory conditions in the ethanol production process from lignocellulosic raw materials. The experimental material in the study was sweet sorghum Sucrosorgo 506. Sorghum plants in concentrations 15, 21 i 27% ware subjected to acid prehydrolysis (2% H2SO4, 150oC,1h), after which the pH (4.5, 5.0 and 5.5) was corrected, and they were subjected to enzymatic hydrolysis and fermentation by: SHF - Separate Hydrolysis and Fermentation (42, 50 i 58oC, 72h) (37 oC, 72 h) and SSF - Simultaneous Saccharification and Fermentation (30, 37 i 42oC, 144h) methods using the enzyme produced in laboratory - C1, and commercial preparation - CTeC2 (Novozymes). The vield of ethanol and by-products of fermentation in post-fermentation liquids determined by high-performance liquid chromatography (HPLC), was compared. It was found that regardless of the type of enzyme used, the production of ethanol by the SHF method proved to be a more effective method of ethanol production. More ethanol, both in the SHF and SSF processes, was obtained in the samples hydrolyzed with the CTeC2 commercial preparation. After application of the enzyme enzyme C1 in the enzymatic hydrolysis process, lower amounts of the fermentation by- products tested in the fermentation liquids, i.e. acetic acid and glycerol, were determined in comparison with the samples obtained with the commercial preparation. Statistical analysis showed that the significant effect in the SHF process using the C1 enzyme and commercial CTeC2 enzyme in the SSF process using the C1 enzyme had substrate concentration and temperature. The obtained results indicate the need for further research on the optimization of process conditions using the C1 enzymatic preparation.

status: finished