Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Production of bioplastics from agro-residues / eingereicht von Cornelia Haas, MSc
Weitere Titel
Produktion von Biokunststoff aus agro-industriellen Restströmen
VerfasserHaas, Cornelia
Begutachter / BegutachterinFuchs, Werner ; Ludwig, Roland
GutachterGübitz, Georg ; Neureiter, Markus
ErschienenWien, Oktober 2016
Umfang92 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Dissertation, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zusammenfassung in deutscher Sprache
Quelle der Aufnahme
Chemical and Biochemical Engineering Quarterly, 2015, 29, 99-112, doi: 10.15255/CABEQ.2014.2250; New Biotechnology, in press 2016, doi: 10.1016/j.nbt.2016.06.1461
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Abfall / Nebenprodukt / Chicorée / Cupriavidus necator / Polyhydroxyalkanoat (PHA) / Polyhydroxybutyrat (P3HB, PHB) / Zellrückführung / Polymercharakterisierung
Schlagwörter (EN)waste material / by-product / chicory / Cupriavidus necator / polyhydroxyalkanoate (PHA) / polyhydroxybutyrate (P3HB, PHB) / cell recycle / polymer characterisation
Schlagwörter (GND)Biokunststoff / Nebenprodukt / Landwirtschaft
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-18714 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Production of bioplastics from agro-residues [4.11 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Produktion des Biokunststoffs Poly[(R)-3-Hydroxybutyrat] (P3HB). Sie gliedert sich in 2 Teile. Im ersten Teil wurde ein Prozess zur Produktion von P3HB aus dem agro-industriellen Nebenprodukt Zichorienwurzeln entwickelt. Inulin wurde dafür aus den Wurzeln extrahiert und enzymatisch hydrolysiert. Dieses Hydrolysat wurde als Fermentationssubstrat eingesetzt und die P3HB Produktion von drei Cupriavidus necator-Stämmen verglichen. Alle drei Organismen bildeten das Polymer, welches anschließend extrahiert und charakterisiert wurde. Die untersuchten thermo-mechanischen Eigenschaften von P3HB aus Zichorienwurzeln zeigten, dass die Polymere als Blendkomponenten zur Produktion von Verpackungsmaterial der lokal produzierten Gemüseprodukte genutzt werden können. Im zweiten Teil wurde ein Fermentationsprozess entwickelt, mit welchem häufig anfallende agro-industrielle Nebenprodukte mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt zu diesem Biokunststoff umgesetzt werden können. Im entwickelten Membranbioreaktor wurden die Zellen während der Fermentation durch ein externes Membranmodul zurück- und das Volumen konstant gehalten. Synthetisches Medium mit einer niedrigen Glukosekonzentration wurde kontinuierlich zugefüttert und durch Cupriavidus necator zu P3HB umgesetzt. Mit dem optimierten Setup, wurden eine sehr hohe Produktivität, eine hohe Zelldichte mit einem hohen Polymergehalt sowie eine gute Ausbeute erreicht. Diese Ergebnisse eröffnen die Möglichkeit der industriellen Biokunststoffproduktion aus günstigen, leicht verfügbaren Nebenströmen, für die bis dato lediglich die Verwertung in Biogasanlagen möglich war.

Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis an alternative production mode for producing the bioplastics poly[(R)-3-hydroxybutyrate] (P3HB) was developed. The work can be divided into two parts. In the first part, a process for the production of the P3HB from the agro-industrial by-product chicory roots was developed. The inulin of the roots was extracted and hydrolysed enzymatically. The obtained hydrolysate was then used as a fermentation substrate for three P3HB-producing Cupriavidus necator strains. All three organisms produced polymers which were extracted and several thermo-mechanical parameters determined. The polymer properties were showed that these polymers can be used as blend component for packaging material made for the locally produced vegetables. In the second part, a general process setup for the production of P3HB from frequently occurring agro-industrial by-products with a low carbon concentration was established, in order to make these residues amenable to highly productive industrial P3HB fermentations. In the developed membrane bioreactor, the cells were retained within a constant volume inside the bioreactor using an external microfiltration module. A synthetic medium containing a low glucose concentration was continuously fed to Cupriavidus necator DSM 545, which converted the sugar to P3HB. With the optimized setup a very high productivity, high cell density with a high polymer fraction, and a good yield were reached. This approach creates the possibility for bioplastic production from a range of cheap and easily available substrates, for which only anaerobic digestion was cost-competitive until now.