Microbial biopolymer production from waste streams
Tid: Ti 2023-10-03 kl 10.00
Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/64776753787
Språk: Engelska
Ämnesområde: Kemiteknik
Respondent: Kasra Khatami Mashhadi , Industriell bioteknologi
Opponent: Professor Maria Reis, NOVA University Lisbon, Portugal
Handledare: Universitetslektor Zeynep Cetecioglu, Industriell bioteknologi, Resursåtervinning, Albanova VinnExcellence Center for Protein Technology, ProNova; Docent Anders F. Andersson, Genteknologi, Science for Life Laboratory, SciLifeLab
QC 20230912
Abstract
En växande oro för de negativa miljöeffekterna av fossilbaserade produkter driver strävan efter materialproduktion från hållbara resurser. Resursåtervinning från avfall är en nyckelkomponent för att uppfylla FN:s miljöpolitiska hållbarhetsagendor. Kommunalt organiskt avfall utgör en betydande möjlighet till resursåtervinning på grund av sitt inneboende organiska innehåll. Flyktiga fettsyror (VFA), mellanprodukter från anaerob rötning av avfallsströmmar, kan fungera som byggstenskemikalier med ett brett spektrum av tillämpningar. Samtidigt har mikrobiologiskt framställda biopolymerer som kallas polyhydroxialkanoater (PHA) en enorm potential som ett alternativ till petrokemiskt baserad plast, med tanke på deras jämförbara fysiokemiska egenskaper, biologiska nedbrytbarhet och biokompatibilitet. Mot bakgrund av detta låg fokus för denna avhandling på biobaserad VFA-produktion från matavfall (FW) och PHA-produktion från kommunalt organiskt avfall genom att utforska processoptimering och mikrobiell gemenskapsdynamik hos mono- och samkulturer samt blandade mikrobiella kulturer (MMC).Kopplingen mellan olika inokula, retentionstid och pH på VFA-produktion från FW klargjordes. Denna del av studien använde tre distinkta inokula under initiala sura (pH 5) och alkaliska (pH 10) betingelser under en period av 30 dagar.Avfallshärledda VFAs användes för mono- och samodling av PHA-biosyntes med bakterier, Cupriavidus necator, Burkholderia cepacia och Bacillus megaterium. De högsta PHA-utbytena på 78 5,7 % av celltorkad vikt (CDW) erhölls med C. necator och ett PHA-utbyte på 55 3,7 % av CDW uppnåddes med B. cepacia.I nästa del av studien berikades aktivt slam MMC under korta (3 och 5 dagar) perioder i kombination med bioaugmentation av C. necator och B. cepacia i både mono- och samodling. Även om bioaugmentering inte ökade den totala PHA-ackumuleringskapaciteten, modifierades den mikrobiella sammansättningen av de olika bioreaktorerna.Denna Ph.D. projektet gav insikter om återvinning av biobaserat material från avfall. Manipulering av de mikrobiella samhällena i MMC:erna kan vara en kritisk parameter för att förbättra den totala effektiviteten samt för att skräddarsy sammansättningen av slutprodukterna.