Wykorzystanie surowców odpadowych do otrzymywaniabiałka jednokomórkowców i etanolu

Białko jednokomórkowców (ang. Single Cell Protein)

Wykorzystanie surowców odpadowych jako składników pożywek do namnażania drobnoustrojów w celu otrzymania biomasy mogącej znaleźćzastosowanie do celów żywieniowych, głównie jako składniki pasz dla zwierząt hodowlanych.

Wykorzystywane surowce odpadowe: metanol, długołańcuchowe n-alkany, ligninoceluloza (odpady przemysłu drzewnego, makulatura), serwatka, melasa, ługi posulfitowe z przemysłu papierniczego,

Drobnoustroje wykorzystywane do otrzymywania SCP:DrożdżeSaccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Candida utilis, Candida tropicalis, Candida lipolytica, Kluyveromuces marxianusGrzybyFusarium gravinearum, Paecilomyces variotiBakterieMethylophilus methylotropus

Instalacja przemysłowa do wytwarzania drożdży

Ekstrakt drożdżowyWysokowartościowy produkt – źródło dodatków smakowo-zapachowych do żywności oraz witamin

Melasa, serwatka

Zaszczepienie

Hodowla

Drożdże piwowarskie

rozcieńcz.NaOH

H3PO4

roztwór

Ekstrakcja gorzkich związków

Doprowadzenie do pH 5,5 - 5,7

Oddzielenie komórek

Inoculum

Odpady

ciekłe

Odpady

ciekłe

Dezintegracja

Autoliza40 - 50 oC 8 - 24 h

OdwirowanieŚciana komórkowa

NaCl

deficytowe aminokwasy

Wzbogacenie

Suszenie

Odpady

ciekłePrzemycie wodą

PasteryzacjaCo80 - 90

Suszenie

Ekstrakt drożdżowy GlukanSchemat technologiczny otrzymywaniaekstraktu drożdżowego

Schemat technologiczny wytwarzania SCP z wykorzystaniem makulaturyjako źródła węgla

Otrzymywanie etanolu ze skrobi kukurydzianej

Uzyskiwanie skrobi z kukurydzy i glukozy ze skrobi

Wytwarzanie etanolu z glukozy

Wytwarzanie etanolu z celulozy i ligninocelulozyŹródła celulozy i ligninocelulozy: wysłodki, słoma, odpady przemysłu papierniczego, trociny, komunalne odpady stałe, makulatura

Etapy i metody chemo/biokonwersji ligninocelulozy i celulozy w etanol

Kanadyjska firma IOGEN uruchomiła w 2004 roku pierwszą instalację do przemysłowego wytwarzania etanolu z celulozy

Widok ogólny fabryki Rozdrabnianie słomy

Prasy filtracyjne do oddzielania lignin

Biofermentor(obj. 250 m3)

Zbiorniki doetanolu

Technologia SSF

Celuloza

Celobioza

Glukoza

Celulaza

-glukozydaza

Problem: glukoza powstająca w wyniku dwuetapowejhydrolizy celulozy jest inhibitorem -glukozydazy.

Rozwiązanie problemu: połączenie procesu scukrzaniacelulozy i fermentacji alkoholowej w technologii SSF.

a) konsorcjum T. reesei i S. cerevisiae, temp. 38 Cb) konsorcjum T. reesei i Kluyveromyces fragilis, temp. 42 C

Enzymatyczna hydroliza celulozy:preparat enzymów celulolitycznychz Trichoderma reesei.Warunki: pH 4,8, temperatura 45 – 50 C

Inne kierunki badań:

a) zastosowanie Clostridium thermocellumb) genetycznie modyfikowane drożdże zawierające geny kodujące celulazę i -glukozydazę lub alternatywnie amylazę (możliwość metabolizowania skrobi)