Designing simultaneous saccharification and co-fermentation of lignocellulose for improved xylose conversion

Kim Olofsson

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

4 Nedladdningar (Pure)

Sammanfattning

Popular Abstract in Swedish
Global uppvärmning, säkerhetspolitik och framtida minskad tillgång på fossila bränslen har de senaste åren skyndat på sökandet efter nya, förnyelse-bara drivmedel. Användningen av bioetanol har ökat avsevärt och är idag ett av de vanligaste biobränslena i världen.

Idag framställs bioetanol vanligen genom jäsning av socker från socker-rör eller från stärkelse (från till exempel majs eller vete), av vanlig bagerijäst, Saccharomyces cerevisiae. Detta brukar ofta benämnas första generationens bioetanol. Användningen av dessa råvaror kan dock konkurrera med använd-ning till livsmedel och djurfoder. För att tillgodose framtida behov måste därför råmaterial bestående av lignocellulosa användas, till exempel rest-produkter från skogsbruk och jordbruk. Denna tillverkningsprocess brukar kallas andra generationens bioetanol.

En av de stora utmaningarna är att denna råvara innehåller pentoser, framförallt xylos, vilka jästen Saccharomyces cerevisiae, inte kan jäsa. Genom genteknik kan dock modifierade jäststammar konstrueras med förmåga att ta upp och jäsa exempelvis xylos. Dock är jäsningen inte optimerad för xylos, vilket gör jäsningen mycket långsammare än för andra sockerarter som till exempel glukos.

Utbytet är en av de viktigaste parametrarna när det gäller att utveckla en ekonomiskt hållbar industriell process för produktion av andra genera-tionens bioetanol. Arbetet i denna avhandling har syftat till att utveckla en SSCF-process (simultaneous saccharification and co-fermentation) där jästen så effektivt som möjligt tar upp och fermenterar såväl xylos som glukos, som frigörs i processen då enzymer (cellulaser) bryter ner lignocellulosa till olika socker. Genom att experimentellt undersöka bland annat temperatur-påverkan, enzym- och jästkinetik, samt kombination av olika feed-strategier har en effektivare SSCF-process kunnat tas fram. Vidare har nya, genetiskt förbättrade, xylosjäsande jäststammar undersökts i SSCF. Både genom för-bättrad processteknik och förbättrade jäststammar har detta arbete har lett fram till avsevärd ökning av xylosomvandling i SSCF, i vissa fall med upp till det dubbla, vilket i sin tur ökat det totala etanolutbytet.

Utbytet är en av de viktigaste parametrarna när det gäller att utveckla
en ekonomiskt hållbar industriell process för produktion av andra generationens
bioetanol. Arbetet i denna avhandling har syftat till att utveckla en
SSCF-process (simultaneous saccharification and co-fermentation) där jästen
så effektivt som möjligt tar upp och fermenterar såväl xylos som glukos, som
frigörs i processen då enzymer (cellulaser) bryter ner lignocellulosa till olika
socker. Genom att experimentellt undersöka bland annat temperaturpåverkan,
enzym- och jästkinetik, samt kombination av olika feed-strategier
har en effektivare SSCF-process kunnat tas fram. Vidare har nya, genetiskt
förbättrade, xylosjäsande jäststammar undersökts i SSCF. Både genom förbättrad
processteknik och förbättrade jäststammar har detta arbete har lett
fram till avsevärd ökning av xylosomvandling i SSCF, i vissa fall med upp till
det dubbla, vilket i sin tur ökat det totala etanolutbytet.
Originalspråkengelska
KvalifikationDoktor
Tilldelande institution
  • Avdelningen för kemiteknik
Handledare
  • Lidén, Gunnar, handledare
Tilldelningsdatum2011 maj 13
ISBN (tryckt)978-91-7422-270-8
StatusPublished - 2011

Bibliografisk information

Defence details

Date: 2011-05-13
Time: 10:30
Place: Lecture hall K:B, Kemicentrum, Getingevägen 60, Lund University Faculty of Engineering

External reviewer(s)

Name: van Zyl, Willem H.
Title: Prof.
Affiliation: Department of Microbiology, University of Stellenbosch, South Africa

---

Ämnesklassifikation (UKÄ)

  • Kemiteknik

Fingeravtryck

Utforska forskningsämnen för ”Designing simultaneous saccharification and co-fermentation of lignocellulose for improved xylose conversion”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.

Citera det här