150 likes | 301 Views
Enzymatisk nedbrytning av biomasse. Svein Jarle horn. Det nye bioenergibildet, 10.10.2013. The Future Role Of Biomass Energy In Norway - An Interdisciplinary Technological, Economical And Environmental Research Program. UMB-IKBM: Bioprosessering.
E N D
Enzymatisk nedbrytning av biomasse Svein Jarle horn Det nye bioenergibildet, 10.10.2013 The Future Role Of Biomass Energy In Norway - An Interdisciplinary Technological, Economical And Environmental Research Program
UMB-IKBM: Bioprosessering Bruk av enzymer og mikroorganismer for å lage produkter Biomasse Behandlet biomasse Sukker Produktløsning Produkter (biodrivstoff, kjemikalier) Enzymatisk nedbrytning av biomasse Oppmaling Forbehandling Fraksjonering Anaerob nedbrytning med mikroorganismer Enzymatisk sakkarifisering Biogass Fermentering Oppkonsentrering Rensing
Lignocellulose - sammensetning Enzymatisk nedbrytning av biomasse 15-20 % 40-50 %
Enzymer -Enzymer er proteiner med katalytisk aktivitet -Øker hastigheten på kjemiske reaksjoner -For å bryte ned lignocellulose trengs en cocktail av enzymer Enzymatisk nedbrytning av biomasse
Enzymatisk nedbrytning av DE poppel Enzymatisk nedbrytning av biomasse pH=5.0 T= 50 C
Forbehandling: dampeksplosjon Enzymatisk nedbrytning av biomasse Biomasse Damp Eksplosjon 6 6
DE avhalm -Kortere fiber -Merklebrige -Mørkerefarge Enzymatisk nedbrytning av biomasse Intensitet 190 °C 200 °C 210 °C 220 °C 10 min 7
Effekt av forbehandlingsbetingelser på sakkarifisering Sukkerutbytte Enzymatisk nedbrytning av biomasse Inhibitorer
Råstoffer screenet (DE + enzymer) -Halm -Bagasse -Pil -Bjørk -Gran Enzymatisk nedbrytning av biomasse Generelt: -Gran/furu er vanskelig å bryte effektivt ned til sukker -Strå og løvtrær: utbytte på 80-90 % fra cellulose (50 g/L) -Fremover: øke konsentrasjonen, tilpasse enzym-mix til substrat
Enzymteknologi –grunnleggende forskning • Bioprospektering • Grunnleggende enzymologi • Enzymutvikling Enzymatisk nedbrytning av biomasse
Et nytt paradigme for nedbrytning av krystallinske polysakkarider Enzymatisk nedbrytning av biomasse Science, oktober 2010, Vol 330, side 219-222
Kommersielle enzym-blandinger -inneholder nå oksidative enzymer Enzymatisk nedbrytning av biomasse
Avansert analyselab ICS3000 HPAEC Agilent UHPLC U3000 HPLC Enzymatisk nedbrytning av biomasse 13
Publikasjoner Anvendt Horn, S. J., & Eijsink, V. G. (2010). Enzymatic hydrolysis of steam-exploded hardwood using short processing times. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 74(6), 1157-1163. Horn, S. J., Nguyen, Q. D., Westereng, B., Nilsen, P. J., & Eijsink, V. G. (2011). Screening of steam explosion conditions for glucose production from non-impregnated wheat straw. Biomass and Bioenergy, 35(12), 4879-4886. Horn, S. J., Estevez, M. M., Nielsen, H. K., Linjordet, R., & Eijsink, V. G. (2011). Biogas production and saccharification of Salixpretreated at different steam explosion conditions. Bioresource technology, 102(17), 7932-7936. Vivekanand, V., Olsen, E. F., Eijsink, V. G., & Horn, S. J. (2012). Effect of different steam explosion conditions on methane potential and enzymatic saccharification of birch. Bioresource technology, 127, 343-349. Grunnforskning Vaaje-Kolstad, G., Westereng, B., Horn, S. J., Liu, Z., Zhai, H., Sørlie, M., & Eijsink, V. G. (2010). An oxidativeenzymeboostingtheenzymaticconversion of recalcitrantpolysaccharides. Science, 330(6001), 219-222. Westereng, B., Ishida, T., Vaaje-Kolstad, G., Wu, M., Eijsink, V. G., Igarashi, K., ... & Sandgren, M. (2011). The putative endoglucanase PcGH61D from Phanerochaetechrysosporium is a metal-dependent oxidativeenzymethatcleaves cellulose. PLoS One, 6(11), e27807. Aachmann, F. L., Sørlie, M., Skjåk-Bræk, G., Eijsink, V. G., & Vaaje-Kolstad, G. (2012). NMR structure of a lyticpolysaccharidemonooxygenaseprovidesinsightintocopper binding, protein dynamics, and substrateinteractions.Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(46), 18779-18784. Payne, C. M., Baban, J., Horn, S. J., Backe, P. H., Arvai, A. S., Dalhus, B., ... & Vaaje-Kolstad, G. (2012). Hallmarks of processivity in glycosidehydrolases from crystallographic and computational studies of the Serratia marcescens chitinases. Journal of BiologicalChemistry, 287(43), 36322-36330. Horn, S. J., Vaaje-Kolstad, G., Westereng, B., & Eijsink, V. G. (2012). Novelenzymes for thedegradation of cellulose. Biotechnology for Biofuels, 5(1), 1-13. Vaaje‐Kolstad, G., Horn, S. J., Sørlie, M., & Eijsink, V. G. (2013). The chitinolyticmachinery of Serratia marcescens–a model system for enzymaticdegradation of recalcitrantpolysaccharides. FEBS Journal, 280 (13), 3028-3049. Enzymatisk nedbrytning av biomasse