Artesis Hogeschool Antwerpen

Zwaartepunt Groene chemicaliën en modellering van biotechnische processen

Abstract: Naar aanleiding van de stijgende vraag naar alternatieve brandstoffen werd vijf jaar geleden aan de Artesis Hogeschool Antwerpen onderzoek naar de productie van bioethanol uit (ligno)cellulosehoudend afval gestart. De (ligno-)cellulosehoudende grondstof wordt via een SSF proces (simultane saccharificatie en fermentatie) omgezet naar bioethanol. In voorliggend onderzoeksproject worden door een mathematisch model op te stellen, de ideale procesomstandigheden voor maximale ethanolopbrengst i.f.v. de biomassakarakteristieken bepaald.
In een eerste luik van dit onderzoek wordt het model, gebaseerd op het model van Philippidis et al. (1997), opgesteld voor een cellulosehoudende grondstof uit de verpakkingsindustrie. Tijdens SSFprocessen in een fed-batch bioreactor worden de procesparameters liquid-to-solid ratio (LSR) en cellulase-to-solid ratio (CSR) gevarieerd. Op basis van deze gegevens worden de verschillende kinetische modelparameters bepaald met behulp van simulatiesoftware, wat parameterschatting genoemd wordt.
Het tweede luik bestaat uit het evalueren van de transfereerbaarheid van het opgestelde model naar toepassen op lignine-houdende grondstoffen. De fractie lignine (L), de polymerisatiegraad (DP), het cellulosegehalte (fc) en de specifieke oppervlakte van de voorbehandelde grondstof (a) worden gemeten. De parameter l uit het model van Philippidis et al. (1997) wordt bepaald in functie van variërende biomassakarakteristieken in een SSF-proces. Dit vereist een grote hoeveelheid bijkomende experimentele gegevens. Het opgestelde model is een hulpmiddel om de ideale procesomstandigheden te bepalen bij industriële bioethanolproductie vertrekkend van lignocellulosehoudende biomassa.