img030

4.3.' Scukrzanie odpadów celulozowych

Enzymatycznej hydrolizie poddać próby zawierające: 8% s.m. pyłu bawełnianego lub 6% s.m. odpadu po produkcji ekstraktów kawy oraz bufor octanowy 0,05M o pH 4,4 i enzym w ilości 5j FPA/g¹ odpadu. Scukrzanie prowadzić w temperaturze 50°C w czasie 58 godzin. Po hydrolizie próby odsączyć i zagotować. W próbach oznaczyć zawartość cukrów redukujących metodą Somogyi- Nelsona przed i po scukrzeniu, Stopień scukrzenia obliczyć ze wzoru:

AC x V x X 0,9 X 180

^c= \Q(S

i

gdzie:

S_c- .Stopień scukrzenia [%]

AC- różnica między ilością cukrów redukujących po i przed hydrolizą [pM/ml]

V- objętość próbki [ml] ■ ] Si*

m- sucha masa odpadu użytego do scukrzenia [g] Q_t 2/

0,9- przelicznik wynikający z przyłączenia cząsteczki Hi O do wiązania glikozydowego w produktach degradacji celulozy.

4.4. Fermentacja etanolowa (ćwiczenie pokazowe)

Otrzymywanie etanolu na odpadach celulozowych można prowadzić dwiema metodami:

•    poddając te odpady enzymatycznemu scukrzeniu, a wytworzone cukry - fermentacji etanolowej przy pomocy Sacharomyces cererisiae

•    prowadząc proces jednoczesnego scukrzania tych odpadów i fermentacji etanolowej wytworzonych cukrów tzn. szczepiąc podłoże równocześnie pleśnią Aspergillus niger i drożdżami Sacharomyces cerevisiae.

1- lo₀ x

j    ,iP ^

iii    uJU b<xk_y

' - za jednostkę aktywności "bibułowej” (FPA) przyjęło taką ilość enzymu, który uwalnia z bibuły Whatman nr 1 w ciągu 1 minuty 1 pmol cukrów redukujących (w przeliczeniu na glukozę) w standardowych warunkach reakcji.

GMCIŁUIB Ł

PROCESY BIODEGRADACJI W OCHRONIE ŚRODOWISKA

LABORATORIUM

ĆWICZENIE NR 5

BIODEGRADACJA MATERIAŁÓW CELULOZOWYCH

1. Wstęp

Celuloza występuje powszechnie w biosferze, stanowiąc wielocukier strukturalny, wchodzący w skład ściany komórkowej roślin. Połączona z hemicelulozami i ligninami jest zorganizowana w niezwykle zwartą i trwałą strukturę.

Celuloza to 40-60% wszystkich odpadów gospodarki leśnej, przemysłu drzewnego, owocowo-warzywnego i rolnictwa. Zawartość celulozy w tych odpadach jest zróżnicowana i wynosi od 20 do 95%. Również odpady komunalne zawierają znaczną ilość celulozy, co czyni z nich interesujące źródło tego surowca.

Przy wzrastającym światowym deficycie białka, konieczne stało się opracowanie technik mikrobiologicznego pozyskiwania go z niekonwencjonalnych źródeł. Do produkcji białek można wykorzystać zarówno odnawialne jak i nieodnawialne surowce, prowadząc biosyntezę SCP i MBP. SCP (single celi protein) to białka organizmów jednokomórkowych, czyli biomasa otrzymana w procesie hodowli bakterii, grzybów, drożdży i glonów na substratach nie zawierających frakcji stałych, a więc takich jak niższe węglowodory (metan), frakcje ropy naftowej, niższe alkohole (metanol, etanol) i różnego rodzaju ścieki oraz odpady przemysłowe. Za MBP - biomasę mikrobiologiczną uważa się biomasę otrzymaną w procesie hodowli drobnoustrojów na substratach nierozpuszczalnych, takich jak makulatura, odpady bawełniane czy odpady po produkcji ekstraktów kawy. SCP i MBP oprócz białka dostrarczają również węglowodanów, tłuszczów, witamin i soli mineralnych. Mikroorganizmy do produkcji SCP i MBP mogą wykorzystywać w charakterze źródła węgla wiele substancji odpadowych. Odpady te, przed wykorzystaniem w produkcji SCP czy MBP, poddaje się różnego rodzaju zabiegom wstępnym (rozdrabnianiu, pęcznieniu w alkaliach, chemicznej i biologicznej delignifikacji itp ), by nierozpuszczalną, krystaliczną formę celulozy przekształcić w bardziej przystępne dla mikroorganizmów formy.

Możliwości utylizacji celulozy można, w uproszczony sposób, przedstawić na schemacie: