| Περίληψη: | Τα τελευταία χρόνια σημαντική ερευνητική δραστηριότητα έχει επικεντρωθεί στην παραγωγή βιοδιασπώμενων βιοπολυμερών, ικανών να αντικαταστήσουν τα συμβατικά πλαστικά, από ανανεώσιμες πηγές. Μεταξύ αυτών, ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει προκύψει στο πεδίο παραγωγής πολυυδροξυαλκανοϊκών οξέων (PolyHydroxyAlkanoates, ΡΗΑs) από διαφορετικούς τύπους αποβλήτων, χρησιμοποιώντας είτε καθαρές είτε μικτές μικροβιακές καλλιέργειες. Προκειμένου να γίνει επιλογή μικτών καλλιεργειών απαιτείται ο πρότερος εγκλιματισμός και εμπλουτισμός τους με τη χρήση κάποιου είδους περιορισμού των θρεπτικών συστατικών σε συστήματα περιοδικής λειτουργίας, ενώ είναι επίσης σύνηθες να περιλαμβάνεται ένα πρώτο βήμα οξίνισης των αποβλήτων πριν από την αξιοποίησή τους για παραγωγή των βιοπολυμερών.
Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, αναπτύχθηκε μια μικτή εμπλουτισμένη καλλιέργεια από εδαφόβιους μικροοργανισμούς, χρησιμοποιώντας αντιδραστήρα άντλησης-πλήρωσης (Draw-Fill) σε συνθήκες περιορισμού αζώτου. Ως πηγή άνθρακα χρησιμοποιήθηκε μίγμα των πτητικών λιπαρών οξέων οξικό, βουτυρικό και προπιονικό σε αναλογία 1:1:1. Η εγκλιματισμένη και εμπλουτισμένη μικροβιακή καλλιέργεια χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια για τον εμβολιασμό καλλιεργειών σε αντιδραστήρα διαδοχικών παρτίδων (SBR) αλλά και άντλησης-πλήρωσης, προκειμένου να διερευνηθεί η δυνατότητα παραγωγής PHAs υπό περιορισμό βασικού θρεπτικού (οργανικό άζωτο) αλλά και υπό διαφορετικής πηγής άνθρακα, όπως: α) μίγματα οξέων, β) καθαρή γλυκερόλη, γ) καθαρή 1,3 προπανοδιόλη δ) μίγματα γλυκερόλης και οξέων και ε) οξινισμένη βιομηχανική γλυκερόλη. Η οξινισμένη γλυκερόλη είναι ουσιαστικά το ζυμωτικό μίγμα που παράγεται κατά την αναερόβια ζύμωση της γλυκερόλης και αποτελείται από υπολειμματική γλυκερόλη που δεν έχει υποστεί ζύμωση, 1,3 προπανοδιόλη, πτητικά λιπαρά οξέα και αιθανόλη.
Τα παραγόμενα PHAs ανακτήθηκαν σε όλες τις περιπτώσεις υπό την μορφή λεπτού υμενίου με τη χρήση χλωροφορμίου και έγινε υπολογισμός των αποδόσεων. Πραγματοποιήθηκε περαιτέρω ανάλυσή των ιδιοτήτων των PHAs ως προς τη δομή, τις θερμοδυναμικές και φυσικοχημικές τους ιδιότητες καθώς και ως προς τις μηχανικές τους σε επιλεγμένες περιπτώσεις. Σε όλες τις περιπτώσεις εκτός αυτής της καθαρής γλυκερόλης, τα προϊόντα ήταν συμπολυμερή, αποτελούμενα κατά κύριο λόγο από PHB, PHV και PHHx, με μοριακά βάρη μεταξύ 76,7.104–181,6.104 Da. Οι υψηλότερες αποδόσεις, από την άποψη της ικανότητας συσσώρευσης, παρατηρήθηκαν για τις τροφοδοσίες οξέων και γλυκερόλης που έχει υποστεί ζύμωση, φθάνοντας τα 0,6±0,04g PHA/g TSS και 0,41±0,04g PHA/g TSS αντίστοιχα, ενώ η υψηλότερη παραγωγικότητα επιτεύχθηκε στην περίπτωση μικτής τροφοδοσίας (οξέα/γλυκερόλη), φθάνοντας σε 0,39±0,01g PHA/g COD που καταναλώνεται.
|
|---|
