Wykorzystanie odpadowej frakcji glicerynowej pochodzącej z produkcji biodiesla do biosyntezy polihydroksyalkanianów

• Autorzy: Przybyłek G.

Warianty tytułu

EN

Synthesis of polyhydroxyalkanates from waste glycerol obtained in the production of biodiesel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Scharakteryzowano stan badań w dziedzinie wytwarzania polimerów biodegradowalnych ze szczególnym uwzględnieniem syntezy polihydroksykwasów (PHA). Podkreślono istotne znaczenie możliwości wykorzystania do tego celu mieszanych populacji drobnoustrojów (osadu czynnego) zamiast czystych kultur mikroorganizmów, a to ze względu na spodziewane dzięki temu obniżenie kosztów procesu. W opisanej poniżej pracy do syntezy PHA zastosowano odpadową frakcję glicerynową powstałą podczas produkcji biodiesla. Celem badań było określenie wpływu różnych stężeń początkowych takiej frakcji na efektywność biosyntezy PHA przez mieszane populacje mikroorganizmów. Hodowlę prowadzono w warunkach beztlenowo-tlenowych. Maksymalne uzyskane stężenie biopolimeru wyniosło 45 % w przeliczeniu na suchą masę komórek bakteryjnych. Bakterie syntetyzowały głównie kopolimer kwasu 3-hydroksymasłowego (3HB) i 3-hydroksywalerianowego (3HV) z udziałem 3HV wynoszącym ok. 15 %. Porównano właściwości użytkowe tego kopolimeru i syntetycznych poliolefin.

EN

The recent developments in the synthesis of biodegradable polymers especially polyhydroxyacids (PHA) have been reviewed. The advantages of the application, in this type of processes, of mixed microbial cultures (activated sludge) instead of pure cultures of bacteria in order to reduce production costs has also been emphasized. Studies on the synthesis of PHA from waste fractions of glycerol obtained in the production of biodiesel in the presence of mixed microbial cultures have been presented in this paper. The influence of the initial concentrations of such fractions on the efficiency of PHA biosynthesis by the mixed microbial cultures cultivated under anaerobic-aerobic conditions (Table 1, 2, Figs. 1, 2) was evaluated. The highest biopolymer concentration obtained in relation to the dry weight of the cell was 45 %. Copolymers of 3-hydroxybutyric (3HB) and 3-hydroxyvalerian (3HV) acid containing a 15 % of 3HV were the main products synthesized by the cultivated bacteria. The properties of the obtained copolymer were compared to those of synthetic polyolefins (Table 3).

Słowa kluczowe

PL

biodiesel; biopolimery; mieszane kultury bakterii

EN

biodiesel; biopolymers; mixed microbial cultures

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 56, nr 2
• Strony: 108--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., wykr.

Twórcy

autor

Przybyłek G.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, ul. Słoneczna 45G, 10-709 Olsztyn,

Bibliografia

• 1. Lenz R. W., Marchessault R. H.: Biomacromolecules 2005, 6, 1.
• 2. Kim B. S., Lee S. C., Lee S. Y., Chang H. N., Chang Y. K., Woo S. I.: Biotechnol. Bioeng. 1994, 43, 892.
• 3. Ryu H. W., Hahn S. K., Chang Y. K., Chang H. N.: Biotechnol. Bioeng. 1997, 55, 28.
• 4. Marangoni C., Furigo Jr. A., de Aragão G. M. F.: Process Biochem. 2002, 38, 137.
• 5. Lee, S. Y.: Trends Biotechnol. 1996, 14, 431.
• 6. Anderson A. J., Dawes E. A.: Microbiol. Rev. 1990, 54, 450.
• 7. Reis M. A. M., Serafim L. S., Lemos P. C., Ramos A. M., Aguiar F. R., Van Loosdrecht M. C. M.: Bioprocess Biosyst. Eng. 2003, 25, 377.
• 8. Salehizadeh H., Van Loosdrecht M. C. M.: Biotechnol. Adv. 2004, 22 (3), 261.
• 9. Wong H. H., Lee S. Y.: Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998, 50, 30.
• 10. Pavolo S., Casella S.: Macromol. Symp. 2003, 197, 1.
• 11. Gouda M. K., Swellam A. E., Omar S. H.: Microbiol. Res. 2001, 156, 201.
• 12. Mahishi L. H., Tripathi G., Rawal S. K.: Microbiol. Res. 2003, 158, 19.
• 13. Bonatto D., Matias F., Lisboa M. P., Bogdawa H. M., Henriques J. A. P.: World J. Microbiol. Biotechnol. 2004, 20, 395.
• 14. Alias Z., Tan I. K. P.: Biores. Technol. 2005, 96, 1229.
• 15. Majid M. I. A, Akmal D. H., Few L. L., Agustien A., Toh M. S., Samian M. R., Najimudin N., Azizan M. N.: Int. J. Biol. Macromol. 1999, 25, 95.
• 16. Solaiman D. K. Y., Ashby R. D., Foglia T. A., Marmer W. N.: Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006, 71 (6), 783.
• 17. Ashby R. D., Solaiman D. K. Y., Foglia T. A.: J. Polym. Environ. 2004, 12, 105.
• 18. Mothes G., Schnorpfeil C., Ackermann J.-U.: Eng. Life Sci. 2007, 7 (5), 475.
• 19. Cavalheiro J. M. B. T., de Almeida M. C. M. D., Grandfils C., da Fonseca M. M. R.: Process Biochem. 2009, 44, 509.
• 20. Coats E. R., Loge F. J., Smith W. A., Thompson D. N., Wolcott M. P.: Appl. Biochem. Biotechnol. 2007, 137, 909.
• 21. Greenberg A. E, Clesceri L. S., Eaton A. D.: "Standard methods for the examination of water and wastewater", wyd. American Public Health Association, Waszyngton USA 1992.
• 22. Braunegg G., Sonnleitner B., Lafferty R. M.: Eur. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1978, 6 (1), 29.
• 23. Furrer P., Hany R., Rentsch D., Grubelnik A., Ruth K., Panke S., Zinn M.: J. Chrom. 2007, 1143, 199.
• 24. Chua A. S. M., Takabatake H., Satoh H., Mino T.: Water Res. 2003, 37, 3602.
• 25. Serafim L. S., Lemos P. C., Reis M. A. M.: Water Sci. Technol. 2002, 46 (1), 353.
• 26. Bengtsson S., Werker A, Welander T.: “Proceedings of 4th IWA Specialized Conference on Sequencing Batch Reactor Technology (SBR4)”, 7-10 kwietnia 2008 r., Rzym, Włochy.
• 27. Choi H. J., Kim J., Jhon M. S.: Polym. Commun. 1999, 40, 4135.
• 28. Sudesh K., Abe H., Doi Y.: Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 1503.
• 29. You J. W., Chiu H. J., Shu W. J., Don T. M.: J. Polym. Res. 2003, 10, 47.
• 30. Holmes P. A.: “Developments in Crystalline Polymers”, tom 2., Elsevier, Londyn 1987, str. 1-65.
• 31. Fukui T., Doi Y.: Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998, 29, 333.
• 32. Dionisi D., Majone M., Vallini G., Di Gregorio S., Beccari M. : Biotechnol. Bioeng. 2006, 93, 7