短鎖脂肪酸の水熱変換廃棄水 (HTCWW) からの生産:微生物コミュニティの分析に焦点を当てた

科学分野:

• 生化学工学
• 環境科学
• 再生可能エネルギー

背景:

• 水熱変換 (HTC) は,バイオマスからバイオ燃料と炭水化物を生産します.
• 水熱変換廃棄水 (HTCWW) は,付加価値製品の潜在的な原料です.
• アナーロビック発酵 (AF) は有機物質の変換のための生物学的プロセスです.

研究 の 目的:

• 短鎖脂肪酸 (SCFA) の製造をAF経由でHTCWWから調査する.
• 連続混合タンク炉 (CSTR) と無酸素配列バッチ炉 (ASBR) のAFプロセス条件を最適化するために.
• 微生物群を分析し,SCFAの生産に影響を与える重要な要因を特定する.

主な方法:

• CSTRとASBRシステムにおける無酸素発酵 (AF)
• プロセスのパラメータの最適化,pHに焦点を当てた
• 質量バランス分析でSCFA前駆物質を決定する.
• 16S rRNA配列を用いた微生物コミュニティの分析

主要な成果:

• 最も高いSCFA収量はpH9.5で達成される:ASBRでは0.382g/gSCOD,CSTRでは0.363g/gSCODである.
• 質量バランスは,主要SCFA前駆体として溶解性タンパク質と炭水化物を示した.
• 微生物群の構造はpHによって著しく影響され,PH9. 5 (> 70%) でFirmicutesが優位であった.
• Guggenheimellaは,pH9.5でアセテットを効率的に生成するASBRの重要な属として特定されました.

結論:

• 無酸素発酵は,HTCWWをSCFAに変換するのに有効です.
• pH 9. 5は,SCFAの収穫量と特定の微生物活性を最大化するために最適です.
• 微生物のダイナミクス,特にグーゲンハイメラの役割を理解することは,プロセスの改善に不可欠です.
• この研究はHTCWWを 有用な生化学製品に 活用するための新しい経路を提供します