Μικροβιακή αποθείωση κλασμάτων πετρελαίου

Καλογερόπουλος, Παναγιώτης; Kalogeropoulos, Panagiotis

dc.contributor.author	Καλογερόπουλος, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Kalogeropoulos, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2019-10-07T08:55:35Z
dc.date.available	2019-10-07T08:55:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49265
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16963
dc.rights	Default License
dc.subject	Αποθείωση	el
dc.subject	Βιοαποθείωση	el
dc.subject	Μικροβιακή	el
dc.subject	πετρέλαιοΠ	el
dc.subject	Θείο	el
dc.subject	Desulfurization	en
dc.subject	Biodesulfurization	en
dc.subject	Sulfur	en
dc.subject	Microbial	en
dc.subject	Oil	en
dc.title	Μικροβιακή αποθείωση κλασμάτων πετρελαίου	el
dc.title	Microbial desulfurization	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-05
heal.abstract	Σκοπός αυτής της εργασίας ήταν η μελέτη των παραγόντων που επηρεάζουν την βιοαποθειωτική ικανότητα του βακτηρίου Rhodococcus erythropolis IGTS8 στη διάσπαση του DBT και τη μετατροπή του σε 2-HBP, σε υδατικά και διφασικά συστήματα μη αναπτυσσόμενων κυττάρων (resting cells). Μελετήθηκε η επίδραση της ηλικίας του βιοκαταλύτη στην βιοαποθειωτική ικανότητα των κυττάρων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κύτταρα ηλικίας 64 h δεν είχαν αποθειωτική δράση, ενώ αυτά των 40 h εμφάνισαν τα μεγαλύτερα ποσοστά και ρυθμούς κατανάλωσης DBT. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της συγκέντρωσης βιομάζας στην βιοαποθειωτική ικανότητα. Από τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε υδατικά συστήματα προσδιορίστηκε ο βέλτιστος ρυθμός κατανάλωσης DBT 4.1775 ± 0.3701 μmol/g DCW/h για συγκέντρωση βιομάζας 2.5 g DCW/L, ο μέγιστος ρυθμός παραγωγής 2-HBP προσδιορίστηκε στα 0.5794 μmol/g DCW/h για 5 gDCW/L. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μετά από τη συγκέντρωση 7.5 g DCW/L η περεταίρω αύξηση της βιομάζας δεν οδηγεί σε αύξηση της βιοαποθειωτικής ικανότητας. Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώνεται και από τους (Caro et al, 2007) και εικάζεται πως οφείλεται στα φαινόμενα μεταφοράς οξυγόνου και σε παρεμπόδιση που προκαλεί το 2-HBP. Από τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε διφασικά συστήματα προσδιορίστηκε ο βέλτιστος ρυθμός κατανάλωσης DBT 2.4335 ± 1.3502 μmol/g DCW/h για συγκέντρωση βιομάζας 7.5 g DCW/L, ο μέγιστος ρυθμός παραγωγής 2-HBP προσδιορίστηκε στα 1.2103 ± 0.0340 μmol/g DCW/h για 10 g DCW/L. Στα διφασικά συστήματα εκτός από το DBT μετρήθηκε και το ολικό θείο. Προέκυψε πως όλα τα ποσοστά όσον αφορά το 2 HBP, το DBT και το ολικό θείο ήταν γραμμικά συναρτήσει της συγκέντρωσης βιομάζας. Τα μέγιστα ποσοστά αποθείωσης παρατηρήθηκαν για συγκέντρωση βιομάζας 20 g 8 DCW/L ως εξής: ποσοστό βιοαποθείωσης (ΧBDS)20.31 ± 2.95%, ποσοστό κατανάλωσης DBT 45.33 ± 9.92%, ποσοστό κατανάλωσης ολικού θείου 47.78 ± 5.27%. Επιπλέον μελετήθηκε η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης DBT στο σύστημα. Από τα πειράματα που έγιναν στο υδατικό σύστημα για διαφορετικές συγκεντρώσεις DBT προέκυψε ότι ο μέγιστος ρυθμός κατανάλωσης DBT στα 1.8426 ± 0.904 μmol/g DCW/h για αρχική συγκέντρωση DBT 1.5mM. Σχετικά με τον ρυθμό παραγωγής του 2-HBP, φαίνεται ότι είναι σχετικά σταθερός με μια μέση τιμή 0.6140 ± 0.0428 μmol/gDCW/h. Η ανάλυση των ποσοστών δείχνει ότι το μέγιστο ποσοστό βιοαποθείωσης (ΧBDS)παρουσιάστηκε για αρχική συγκέντρωση DBT 0.4mM ίσο με 22.09 ± 1.43%, ενώ για αρχική συγκέντρωση DBT 0.8mM παρατηρήθηκε το μέγιστο ποσοστό κατανάλωσης 38.10 ± 2.60%. Επίσης παρατηρήθηκε πως η μέγιστη δυνατή συγκέντρωση 2-HBP που μπορεί να επιτευχθεί, είναι λίγο πάνω από τα 100 μM, αυτό οφείλεται στα φαινόμενα μεταφοράς μάζας αλλά και στην παρεμπόδιση των ενζύμων που ευθύνονται για την αποθείωση του DBTT από το τελικό προϊόν της αντίδρασης αποθείωσης. Ο ρυθμός παραγωγής 2-HBP στο διφασικό σύστημα εμφάνισε μέγιστο για αρχική συγκέντρωση DBT 5mM και βρέθηκε ίσος με 0.9845 ± 0.1702 μmol/gDCW/h. Πράγμα που δείχνει ότι ο ρυθμός για το διφασικό σύστημα είναι μεγαλύτερος από τον αντίστοιχο για το υδατικό. Το μέγιστο ποσοστό βιοαποθείωσης (ΧBDS)βρέθηκε 16.39% για αρχική συγκέντρωση DBT 10mM. Εκτός από τα παραπάνω πραγματοποιήθηκε βιοαποθειωτικό τεστ στο οποίο έγινε μελέτη της βιοαποθειωτικής ικανότητας συναρτήσει του χρόνου. Προέκυψε ρυθμός παραγωγής 2-HBP ίσος με 1.0885 μmol/gDCW/h. Επιπλέον, μετρήθηκε η βιοαποθειωτική ικανότητα για το πρώτο 2ωρο της αντίδρασης συναρτήσει της συγκέντρωσης βιομάζας και προέκυψε ρυθμός παραγωγής 2-HBP ίσος με 0,9305 μmol/gDCW/h.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis is the study of parameters effecting the desulfurization capability of the bacterial strain Rhodococcus erythropolis IGTS8 to convert DBT to 2-HBP in aquatic and biphasic resting cell systems. The effect of biocatalyst age on biodesulfurization capability was studied. Results clearly showed that cells taken after 64 h of cultivation time were not able to desulfurize DBT, whereas, those taken after 40 h of cultivation exhibited the greater desulfurization rates and percentages. Moreover, the effect of biomass concentration on biodesulfurization was studied. Experiments conducted on aquatic systems showed highest DBT consumption rate 4.1775 ± 0.3701 μmol/gDCW/h for biomass concentrations of 2.5 gDCW/L and highest 2-HBP production rate at 0.5794 μmol/gDCW/h for 5 gDCW/L biomass concentrations. Results prove that when biomass concentrations are higher than 7.5 gDCW/L the desulfurization capability of the biocatalyst decreases. This result is also confirmed by Caro et al, (2007) and is suggested that is due to oxygen transfer limitations and 2-HBP inhibition. Test conducted on biphasic systems exhibited highest DBT consumption rates of 2.4335 ± 1.3502 μmol/gDCW/h for biomass concentrations of 7.5 gDCW/L and highest 2-HBP production rates at 1.2103 ± 0.0340 μmol/gDCW/h for 10 gDCW/L biomass concentration. In biphasic systems the overall sulfur consumption was also studied. Desulfurization percentages concerning 2-HBP, DBT and total sulfur were linear with biomass concentration. Highest desulfurization percentages were observed for the highest biomass concentration of 20 gDCW/L as follows: 2-HBP production percentage 20.31 ± 2.95%, DBT consumption percentage 45.33 ± 9.92%, total sulfur consumption percentage 47.78 ± 5.27%. 10 Furthermore, the effect of initial DBT concentration on desulfurization capability was studied. Experiments on the aquatic system for different initial DBT concentrations showed highest DBT consumption rate at 1.8426 ± 0.904 μmol/gDCW/h for initial concentration of 1.5mM. Concerning the 2-HBP rate, it seems constant around a mean value of 0.6140 ± 0.0428 μmol/gDCW/h. Desulfurization percentages analysis exhibited highest 2-HBP production percentage at 0.4mM equal to 22.09 ± 1.43%, whereas highest DBT consumption percentage was found to occur when initial DBT concentration was 0.8mM equal to 38.10 ± 2.60%. Also, it was observed that highest possible 2-HBP concentration was just above 100 μM, which is due to the mass transfer limitations and the toxicity of reaction products towards the cells. Production rate of 2-HBP on biphasic system showed a peak for initial concentration of DBT 5mM equal to 0.9845 ± 0.1702 μmol/gDCW/h. This proves that the rates for biphasic systems are generally higher that the aquatic. Highest 2-HBP percentage was found to be 16.39% for initial DBT concentration of 10mM. Apart from the above, a biodesulfurization test was held, in which the biodesulfurization capability was studied with reaction time. 2-HBP production rate of 1.0885 μmol/gDCW/h occurred. Moreover, the effect of biomass concentration on biodesulfurization for the first two hours of reaction was studied and 2-HBP rate of 0,9305 μmol/gDCW/h occurred.	en
heal.advisorName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Αικατερίνη, Χαραλάμπους	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	111 σ.
heal.fullTextAvailability	true