SIROVI GLICEROL INDUSTRIJE BIODIZELA KAO SIROVINA  ZA PROIZVODNJU KSANTANA

Nikolina Danilović

doi:10.5937/jpea24-25506

Nikolina Danilović University of Novi Sad, Faculty of Technology Novi Sad

DOI: https://doi.org/10.5937/jpea24-25506

Ključne reči: iskorišćenje otpada, sirovi glicerol, proizvodnja ksantana, Xanthomonas campestris

Sažetak

Ubrzana ekspanzija industrije biodizela tokom poslednjih nekoliko decenija rezultovala je različitim ekološkim problemima usled odlaganja velikih količina netretiranih efluenata, naročito sirovog glicerola. Kako bi se smanjio negativan uticaj na životnu sredinu, predložene su brojne strategije za upravljanje sirovim glicerolom koje su u skladu sa konceptom održivog razvoja. Među njima je biosinteza ksantana jedno od perspektivnih rešenja. Prvi korak u razvoju postupka proizvodnje ksantana na sirovom glicerolu je skrining proizvodnih mikroorganizama. Stoga je cilj ovih sitraživanja bio ispitivanje mogućnosti proizvodnje ksantana na medijumu čija je osnova sirovi glicerol primenom različitih Xanthomonas campestris sojeva. U okviru eksperimentalnog dela, izvedena je kultivacija četiri soja Xanthomonas campestris izolovana sa listova različitih biljaka iz porodice kupusnjača (CB, CF, 12-2 i Xp3-1) na medijumu sa sirovim glicerolom kao izvorom ugljenika. Biosinteza ksantana izvedena je u Woulff-ovim bocama zapremine 2,0 l u aerobnim uslovima, submerznom tehnikom kultivacije, pri optimalnim vrednostima procesnih parametara u toku 168 h. Reologija kultivacionog medijuma, količina proizvedenog ksantana i stepen konverzije važnih nutrijenata su određeni kako bi se ispitala uspešnost izvedenih bioprocesa. Pseudoplastično ponašanje svih medijuma, dobijene vrednosti za količinu ksantana (5,22-7,67 g/l) i stepeni konvezije sirovog glicerola, ukupnog azota i ukupnog fosfora (34,44-57,61%,
23,04-30,35% i 18,20-22.28%, respektivno) ukazuju na to da sirovi glicerol, nakon dodatne optimizacije bioprocesa, može biti pogodna sirovina za proizvodnju ksantana u uvećanim razmerama, što ukazuje da rezultati dobijeni u ovim istraživanjima predstavljaju osnovu za potencijalnu industrijalizaciju ispitivanog biotehnološkog postupka.

Reference

Björn, Annika., Karlsson, Anna., Svensson, B.H., Ejlertsson, J., de La Monja, Paula Segura. (2012). Rheological characterization. INTECH Open Access Publisher.
Brandão, L.V., Assis, D.J., López, J.A., Espiridião, M.C.A., Echevarria, E.M., Druzian, Janice I. (2013). Bioconversion from crude glycerin by Xanthomonas campestris 2103: xanthan production and characterization. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 30 (4), 737-746.
da Silva, G. P., Mack, M., Contiero, J. (2009). Glycerol: A promising and abundant carbon source for industrial microbiology. Biotechnology Advances, 27(1), 30-39.
de Jesus Assis, D., Brandão, Líllian Vasconcelos, de Sousa Costa, Larissa Alves, Figueiredo, T.V.B., Sousa, Luciane Santos, Padilha, F.F., Druzian, Janice I.. (2014). A study of the effects of aeration and agitation on the properties and production of xanthan gum from crude glycerin derived from biodiesel using the Response Surface Methodology. Applied Biochemistry and Biotechnology, 172, 2769-2785.
Gales, M.E.Jr., Julian, E.C., Kroner, R.C. (1966). Method for quantitative determination of total phosphorus in water. Journal - American Water Works Association, 58, 1363-1368.
Garcia-Ochoa, F., Santos, Victoria, Casas, J.A., Gómez, E. (2000). Xanthan gum: Production, recovery, and properties. Biotechnology Advances, 18, 549–579.
He, Quan, McNutt, J., Yang, J. (2017). Utilization of the residual glycerol from biodiesel production for renewable energy generation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71(C), 63-76.
Hejna, A., Kosmela, Paulina, Formela, K., Piszczyk, L., Haponiuk, J. T. (2016). Potential applications of crude glycerol in polymer technology–Current state and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 66(C), 449-475.
Helrich, K. (1990). Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 5th edn., Association of Official Analytical Chemists, Arlington.
Johnson, D. T., Taconi, Katherine. (2007). The glycerin glut: Options for the value‐added conversion of crude glycerol resulting from biodiesel production. Environmental Progress, 26 (4), 338-348.
Kumara, S.M., Khan, B.A., Rohit, K.C., Purushotham, B. (2012). Effect of carbon and nitro-gen sources on the production of xanthan gum from Xanthomonas campestris isolated from soil. Archives of Applied Science Research, 4 (6), 2507-2512.
Petri, D.F.S. (2015). Xanthan Gum: A versatile biopolymer for biomedical and technological applications. Journal of Applied Polymer Science, 132 (23), 42035.
Quispe, C.A.G., Coronado, C.J.R., Carvalho, J.J.A. (2013). Glycerol: Production, consumption, prices, characterization and new trends in combustion. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 27(C), 475-493.
Reis, Elisiane C., Almeida, Monica, Cardoso, Juliana C., Pereira, Maysa de A., de Oliveira, C.B.Z., Venceslau, Emanuella M., Druzian, Janice I., Mariano, Rosa, Padilha, Francine F. (2010). Biopolymer synthesized by strains of Xanthomonas sp. isolate from Brazil using biodiesel-waste. Macromolecular Symposia, 296 (1), 347-353.
Roseiro, J.C., Esgalhado, M.E., Amaral Collaço, M. T., Emery, A. N. (1992). Medium development for xanthan production. Process Biochemistry, 27, 167-175.
Zahović, Ida, Rončević, Zorana, Dodić, S., Grahovac, Jovana, Dodić Jelena (2019). Ispitivanje mogućnosti iskorišćenja otpadnog glicerola u biotehnološkoj proizvodnji ksantana: VII Memorijalni naučni skup iz zaštite životne sredine „Docent dr Milena Dalmacija“, Novi Sad, Srbija, UO-04.