Biotechnol

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 loporhoz aceton kellett
• Churchill felkéri Weizmann-t ipari termelésre
• Kukorica keményítobol, de UK-ban kevés volt
• Termelés Kanadában , USA-ban

3
AB termelés

• Háború után aceton igény csökkent
• Autóipar fejlodik
• Festék és lakkiparnak butanol kell
• 1925 100 tonna butanol/nap
• 1930 világ elso szabadalmi pere
• Melléktermékek hasznosítása
• Aceton, i-propanol, H2 CO2
• Keményíto helyett melasz
• Gazdaságosság megnott

4
AB termelés

• II. Világháború aceton igény ismét nott
• Folyamatos fermentáció
• Folyamatos desztilláció
• Melasz alapanyag USA
• Szovjetúnió, Japán is termel oldószert
• Háború után
• Olajipar fejlodik, olcsó oldószert gyárt
• Melaszt állati takarmányként dotálva hasznosítják
• Weizmann Izrael elso államelnöke
• Ma ismét igény van a fermentációs iparra
• Megújuló üzemanyag

5
AB termelés

• Clostridium acetobutylicum
• Gram
• Obligát anaerob
• Spórát képez
• Keményíto hidrolizátumon, melaszon jól no
• csicsóka, tejpermeátum, almalé, alga is jó táp
• ButanolAcetonEtOH 631 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
• H2, CO2 energia, vegyipar

12
AB hasznosítás

• Oldószer, vegyipari alapanyag
• Melléktermékek
• Biomassza B-vitaminok
• H2, CO2 energia, vegyipar
• Bioüzemanyag
• Jobb, mint EtOH bekeverés

13
2,3-butándiol

• XIX. század óta ismert fermentáció
• II. világháború
• Butadién mugumi alapanyag
• Koolajból vegyipari szintézissel
• Háború után
• Verseny a koolajiparral

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 O2 ? sok ATP biomassza termelés
• Kevés O2 ? kevert termékek
• DOT 0,3 2,3-butándiol a fo 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 O2 ? sok ATP biomassza termelés
• Kevés O2 ? kevert termékek
• DOT 0,3 ? 2,3-butándiol a fo termék

21
2,3-butándiol termeltetés

• Alapanyag
• Melasz, tejpermeátum, keményíto 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)
• mugumi alapanyag

23
2,3-butándiol hasznosítás

• Üzemanyag adalékként
• Környezetbarát, de vizet jól köt
• Futoanyag
• Vegyipar
• Oldószer
• Mugumi
• metil-etil-keton ? 1,3-butadién

24
(No Transcript)
25
(No Transcript)