Grimm, Philipp: Bioraffineriekonzepte mit dem Euglenoid Euglena grazilis Z: Gewinnung von alpha-Tocopherol, Paramylon und Biogas. 2016
Inhalt
- Einleitung
- Ziele der Arbeit
- Theorie
- Euglena gracilis
- Hochwertprodukte aus E. gracilis
- Das Vitamin E-Isomer -Tocopherol
- Struktur von -Tocopherol
- -Tocopherol als Radikalfänger
- Symptome bei Vitamin E-Mangel
- Vorkommen von -Tocopherol
- -Tocopherol in E. gracilis
- Das -1,3-Glucan Paramylon
- Biogas
- Die Biologie der Biogasentstehung
- Milieuanforderungen & Prozessparameter
- Einfluss der Temperatur
- pH-Wert
- Sauerstoffpartialdruck
- Redoxpotential
- Elementarzusammensetzung & Spurenelemente
- Flüchtige organische Säuren
- Ammoniak
- Faulraumbelastung & hydraulische Verweilzeit
- Bestimmung des Biogaspotentials
- Bioraffinerien
- Bioenergiegewinnung mit Mikroalgen
- Biogas aus Mikroalgen als Substrat für die Biogasgewinnung
- Material & Methoden
- Mikrobiologische Methoden
- Analytische Methoden
- Bestimmung der Biotrockenmassekonzentration
- Bestimmung der Glucosekonzentration
- -Tocopherol-Extraktion
- Bestimmung der -Tocopherolkonzentration
- Bestimmung der Paramylonkonzentration über die Aufreinigung der Granula
- Bestimmung der Biogaszusammensetzung mittels Micro-GC
- Konzentrationsbestimmung der flüchtigen organischen Säuren
- Bestimmung der Ammonium- und Ammoniakkonzentration
- Elementaranalyse
- Bestimmung der organischen Trockensubstanz
- Verfahrenstechnische Methoden
- Kultivierungen von E. gracilis im Rührkesselreaktor
- Quasikontinuierliche, heterotrophe Kultivierung im Rührkesselreaktor
- Quasikontinuierliche, sequenziell heterotrophe und photoheterotrophe Kultivierung im Rührkessel- und Blasensäulenphotobioreaktor
- Repetitive, photoautotrophe Satzkultivierung im Blasensäulenphotobioreaktor
- Diskontinuierliche Biogasproduktion im Satzreaktor
- Kontinuierliche Biogasproduktion im Rührkesselreaktor
- Ergebnisse & Diskussion
- Gewinnung von E. gracilis-Biomasse sowie der Hochwertprodukte Paramylon und -Tocopherol
- Untersuchungen bezüglich des Einflusses verschiedener Kultivierungsmodi auf Biotrockenmassekonzentration und Produktbildung im Schüttelkolbenmaßstab
- Einfluss verschiedener Kultivierungsmodi auf den Phänotyp von E. gracilis
- Einfluss verschiedener Kultivierungsmodi auf die Biotrockenmassekonzentration
- Einfluss verschiedener Kultivierungsmodi auf die Paramylonkonzentration und -selektivität
- Einfluss verschiedener Kultivierungsmodi auf die -Tocopherolkonzentration und -selektivität
- Kurzzusammenfassung & Fazit
- Heterotrophe Gewinnung von Paramylon und -Tocopherol im Rührkesselreaktor mittels satzweiser Kultivierung
- Quasikontinuierliche Kultivierung von E. gracilis im Rührkesselreaktor im heterotrophen Kultivierungsmodus
- Quasikontinuierliche Gewinnung von Paramylon
- Quasikontinuierliche Gewinnung von -Tocopherol
- Produktivitäten und Ausbeutekoeffizienten bei quasikontinuierlicher Gewinnung von E. gracilis
- Kurzzusammenfassung & Fazit
- Quasikontinuierliche, sequenziell heterotrophe und photoheterotrophe Gewinnung von Paramylon und -Tocopherol
- Verlauf der Produktkonzentrationen und -selektivitäten in der heterotrophen Stufe der quasikontinuierlichen, sequenziell heterotrophen und photoheterotrophen Gewinnung
- Verlauf der Produktkonzentrationen und -selektivitäten in der photoheterotrophen Stufe der quasikontinuierlichen, sequenziell heterotrophen und photoheterotrophen Gewinnung
- Kurzzusammenfassung & Fazit
- Photoautotrophe Gewinnung von E. gracilis-Biomasse und -Tocopherol mittels repetitiver Satzkultivierung
- Biogasgewinnung mit E. gracilis-Biomasse
- Einfluss des Kultivierungsmodus und des Erntezeitpunkts der E. gracilis-Biomasse auf den Biogasertrag
- Verwendung von E. gracilis-Biomasse zur Biogasgewinnung nach -Tocopherolextraktion
- Elementare Zusammensetzung der E. gracilis-Biomasse und theoretischer Biogasertrag sowie Methangehalt beim Einsatz der Biomasse als Substrat für die Biogasgewinnung
- Kontinuierliche Gewinnung von Biogas mit E. gracilis-Biomasse im Rührkesselreaktor
- Zusammenfassung
- Ausblick
- Literaturverzeichnis
- Abkürzungen, Symbole & Indizes
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Publikationen
- Selbsständigkeitserklärung