Wpływ odczynu pH kultury bakterii Rhodospirillum rubrum na produkcję wodoru z gazu syntezowego

• Autorzy: Najafpour G. , Younesi H.

Warianty tytułu

EN

Effect of culture's initial pH on hydrogen production from synthesis gas using Rhodospirillum rubrum

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania dotyczą możliwości wytwarzania wodoru z gazu syntezowego (mieszanina CO i H2) z udziałem fotosyntetycznych bakterii beztlenowych Rhodospirillum rubrum, w procesie fermentacji. Doświadczenia były prowadzone przy różnych wartościach początkowych pH z wykorzystaniem jabłczanu jako źródła węgla w środowisku ciekłym. Uzyskane wyniki świadczą, że produkcja wodoru radykalnie spada w środowisku silnie alkalicznym i kwaśnym w zakresie pH od 3-5 i 11-12. Stwierdzono, że ilość bakterii Rhodospirillum rubrum silnie wzrasta przy pH od 6 do 9. R. rubrum wytwarzają wodór w środowisku alkalicznym. Stwierdzono, że przy wartości początkowej pH równej 9, najwyższy uzysk wodoru wyniósł 61%. Zależność pomiędzy jonami wodoru a wartością specyficznej produkcji wodoru została określona formułą matematyczną. Określono parametry kinetyki przy ściśle określonym tempie fermentacji wodorowej. Pożądana wielkość szybkości (prędkości) produkcji wodoru wyniosła pKH = 7,85 oraz pKOH = 10,4. Dla optymalnej wartości pH równej 9, maksymalna wartość specyficznej produkcji wodoru wyniosła 1,1 mmola H2 /mmola COźh.

EN

Biological hydrogen production from synthesis gas by photosynthetic anaerobic bacterium, Rhodospirillum rubrum, was carried out in batch fermentation. The experiment was conducted at various initial pH of the medium using malate as carbon source in liquid media. The results indicated that the hydrogen production was drastically reduced at acidic and alkaline conditions, pH range of 3 - 5 and 11 - 12. It was found that Rhodospirillum rubrum was well grown on pH range of 6 to 9. R. rubrum was able to produce hydrogen at alkaline region. It was found that at an initial pH value of 9, the highest hydrogen production yield was 61%. The relationship between the hydrogen ion and the specific hydrogen formation rate has been mathematically defined. The kinetics parameters on the specific hydrogen fermentation rate has been evaluated. The desired kinetics parameters for the specific hydrogen production rate were pKH = 7.85 and pKOH = 10.4. At the optimum pH value of 9, the maximum specific hydrogen production rate was 1.1 mmole H2 /mmole COźh.

Słowa kluczowe

PL

produkcja wodoru; wpływ pH; fotosyntetyczne bakterie; gaz syntetyczny; Rhodospirillum rubrum

EN

hydrogen production; effect of pH; photosynthetic bacteria; synthesis gas; Rhodospirillum rubrum

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 4, nr 2
• Strony: 29--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Najafpour G.

• School of Chemical Engineering, Engineering Campus, Universiti Sains Malaysia Seri Ampangan, Nibong Tebal, 14300 Penang

autor

Younesi H.

• School of Chemical Engineering, Engineering Campus, Universiti Sains Malaysia Seri Ampangan, Nibong Tebal, 14300 Penang

Bibliografia

• 1. Feik, C. J., French R., Czernik S., and Chornet E. 200. Production of Hydrogen from Biomass-Derived Liquids. Solar Energy, 175-179. June 16-21, 2000, Madison, Wisconsin.
• 2. Tanisho, S., Kuromoto M., and Kadokura N. 1998. Effect of CO2 Removal on Hydrogen Production by Fermentation. International Journal of Hydrogen Energy, 23 (7): 559-563.
• 3. Lee, Y. J., Miyahara T., and Noike. 2002. Effect of pH on Microbial Hydrogen Fermentation. Journal of Chemical Technology Biotechnology, 77: 694-698.
• 4. Sung, S., Raskin L., Duanmanee T., Padmasiri S., and Simmons J. J. 2002. Hydrogen Production by Anaerobic Microbial Communities Exposed to Repeated Heat Treatments. Proceeding of the 2002 U.S. DOE Hydrogen production Review.
• 5. Vega, J. L., Clausen E. C., and Gaddy J. L. 1988. Study of Gaseous Substrate Fermentations : Carbon Monoxide Conversion to Acetate. 1. Batch Culture. Biotechnology and Bioengineering 34: 774-784.
• 6. Klasson, K. T., Ackerson M. D., Clausen E. C., and Gaddy J. L. 1992. Bioconversion of Synthesis Gas into Liquid or Gaseous Fuels. Enzyme Microb. Technol. 14: 602-607.
• 7. Wolffrum, E. J., Watt A. S., and Huang J. 2002. Bioreactor Development for Hydrogen Production. Proceeding of the 2002 U.S. DOE Hydrogen production Review.
• 8. Najafpour G, Younesi H, Ku Ismail KS, Mohamed AR, Kamaruddin AH. 2002. Production of Hydrogen from Synthetic Gas Using Rhodospirillum rubrum, Batch Fermentation. Proc. of Regional Symposium on Chemical Engineering (RSCE 2002), 16th Symposium of Malaysia Chemical Engineers (SOMChE 2002), 28-30 October, Malaysia, 87-94.
• 9. Gonzalez, J. M., and Robb F. T. 2000. Genetic Analysis of Carboxydothermus hydrogenformans Carbon Monoxide Dehydrogenase Genes cooF, coos. FEMS Microbiology Letters, 191: 243-247.
• 10. Barbosa, M. J., Rocha J. M. S., Tramper J., and Wijffels R. H. 2001. Acetate as a Carbon Source for Hydrogen Production by Photosynthetic Bacteria. Journal of Biotechnology, 85: 25-33.
• 11. Segel, I. H. 1975. Enzyme kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-state Enzyme Systems. John Wiley, New York.
• 12. Braun M, Mayer F, Gottschlk G. 1981. Clostridium aceticum (Wieringa), a microorganism producing acetic acid from molecular hydrogen and carbon dioxide. Arch. Microb 123:288-293.