Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Biotechnológia Aceton, butanol 2,3-butándiol. AB termelés EtOH után a 2. legfontosabb fermentációs termék –Pasteur (1861): mikrobiális butanol fermentáció.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Biotechnológia Aceton, butanol 2,3-butándiol. AB termelés EtOH után a 2. legfontosabb fermentációs termék –Pasteur (1861): mikrobiális butanol fermentáció."— Előadás másolata:

1 Biotechnológia Aceton, butanol 2,3-butándiol

2 AB termelés EtOH után a 2. legfontosabb fermentációs termék –Pasteur (1861): mikrobiális butanol fermentáció –1900- szintetikus gumigyártás alapanyaga Clostridium acetobutylicum (1910-) –Weizmann vs. Fernbach I. világháború –UK: füstmentes lőporhoz aceton kellett –Churchill felkéri Weizmann-t ipari termelésre –Kukorica keményítőből, de UK-ban kevés volt –Termelés Kanadában, USA-ban

3 AB termelés Háború után aceton igény csökkent Autóipar fejlődik –Festék és lakkiparnak butanol kell –1925: 100 tonna butanol/nap –1930: világ első szabadalmi pere Melléktermékek hasznosítása –Aceton, i-propanol, H 2 + CO 2 Keményítő helyett melasz –Gazdaságosság megnőtt

4 AB termelés II. Világháború: aceton igény ismét nőtt –Folyamatos fermentáció –Folyamatos desztilláció –Melasz alapanyag: USA –Szovjetúnió, Japán is termel oldószert Háború után –Olajipar fejlődik, olcsó oldószert gyárt –Melaszt állati takarmányként dotálva hasznosítják –Weizmann: Izrael első államelnöke Ma: ismét igény van a fermentációs iparra –Megújuló üzemanyag

5 AB termelés Clostridium acetobutylicum –Gram + –Obligát anaerob –Spórát képez –Keményítő hidrolizátumon, melaszon jól nő csicsóka, tejpermeátum, almalé, alga is jó táp –Butanol:Aceton:EtOH = 6:3:1 arányban –Frakcionált desztilláció Szakaszos, folyamatos üzemmódban

6 AB biokémia C. acetobutylicum –Szerves oldószerek butanol, aceton etanol, i-propanol –Szerves savak ecetsav, tejsav vajsav

7 AB biokémia: Embden-Meyerhof

8 AB biokémia Acetogenezis Szolventogenezis

9 AB szabályzás Intracelluláris redox egyensúly szabályoz –Nehéz befolyásolni –pH kritikus pH ≈ 6-7 → acetogenezis pH ≤ 4 → bespórázik

10 AB szabályzás Intracelluláris redox egyensúly szabályoz Fe limitáció –Acetogenezis utat Fe hiány gátolja Piruvát ferredoxin oxidoreduktáz (PFOR) NADH ferredoxin oxidoreduktáz [FeFe] hidrogenáz Szubsztrát limitáció –Stacioner fázisban szerves savakat újra felhasználja → szolventogenezis

11 AB fejlesztés GMO Clostridia –Cellulóz hasznosítás –Oldószer tolerancia Immobilizáció –Oldószer tolerancia –Folyamatos fermentáció –Folyamatos oldószer kivonás Melléktermék hasznosítás –Biomassza: B-vitaminok –H 2, CO 2 : energia, vegyipar

12 AB hasznosítás Oldószer, vegyipari alapanyag Melléktermékek –Biomassza: B-vitaminok –H 2, CO 2 : energia, vegyipar Bioüzemanyag –Jobb, mint EtOH bekeverés

13 2,3-butándiol XIX. század óta ismert fermentáció II. világháború –Butadién – műgumi alapanyag –Kőolajból vegyipari szintézissel Háború után –Verseny a kőolajiparral

14 2,3-butándiol Optikai izomerek –Gyógyszeripari alapanyagok

15 2,3-butándiol biokémia Kevert savas fermentáció –Butándiol mellett acetát, etanol, stb.

16 2,3-butándiol biokémia Kevert savas fermentáció –Diacetil = vaj íze = mesterséges vaj

17 2,3-butándiol termeltetés Enterobacter cloaceae –Fakultatív anaerob, Gram - Sok O 2 → sok ATP = biomassza termelés Kevés O 2 → kevert termékek DOT ≤ 0,3% 2,3-butándiol a fő termék

18 2,3-butándiol termeltetés Acetát szint szabályoz –Több gátló, indukáló és aktiváló hatás –Nehezen kontrollálható

19 2,3-butándiol termeltetés Enterobacter cloaceae

20 2,3-butándiol termeltetés E. cloaceae –Fakultatív anaerob Sok O 2 → sok ATP = biomassza termelés Kevés O 2 → kevert termékek DOT ≤ 0,3% → 2,3- butándiol a fő termék

21 2,3-butándiol termeltetés Alapanyag –Melasz, tejpermeátum, keményítő vagy cellulóz hidrolizátum –30 – 37 °C –pH = 5,0 - 5,8 –mikroaerofil (!)

22 2,3-butándiol termeltetés Kinyerés –Oldószeres extrakció nehézkes, drága –Vákuum desztilláció (Fp = 180 °C) drága, sok veszteség –Vízelvonással: metil-etil-keton (Fp = 80 °C) műgumi alapanyag

23 2,3-butándiol hasznosítás Üzemanyag adalékként –Környezetbarát, de vizet jól köt Fűtőanyag Vegyipar –Oldószer –Műgumi metil-etil-keton → 1,3-butadién

24

25


Letölteni ppt "Biotechnológia Aceton, butanol 2,3-butándiol. AB termelés EtOH után a 2. legfontosabb fermentációs termék –Pasteur (1861): mikrobiális butanol fermentáció."

Hasonló előadás


Google Hirdetések