Springen naar inhoud

Ethanol productie uit aardappelschil


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2018 - 18:12

Beste forumleden,

 

Ik ben mij aan het toespitsen op het produceren van bio-ethanol uit aardappelschillen.

Nu staat hier veel van online, maar heb ik enige moeite met het begrijpen van de verschillende soorten enzymen voor het omzetten van zetmeel tot glucose. 

Ik heb op dit moment 10 gram aardappelschillen in 500 ml demiwater met ongeveer 1 ml alpha-amylase op het lab geincubeerd staan op 25 graden Celcius.

echter zag ik nog geen veranderingen na ongeveer 30 uur incubatie in het glucosegehalte van het mengsel.

 

weten jullie wat er aan de hand is? Is de temperatuur niet goed (alpha-amylase is natuurlijk een lichaamseigen enzym, en daarom leek mij 37 graden Celcius juist logisch, maar op het etiket staat 25 graden Celcius)? Is de pH niet goed (pH is neutraal, maar moet dit misschien anders?)? Of moet ik meerdere enzymen in het mengsel toevoegen, omdat alpha-amylase aan de uiteinden van ketens knipt, en het daardoor erg lang duurt?

 

Ik hoop dat jullie mij kunnen helpen, of nuttige links hebben naar een voorgaand onderzoek.

 


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 mei 2018 - 01:06

Het kan diverse oorzaken hebben, wellicht ook fysische: wellicht kan het amylase dat zetmeel wel knippen onder jouw omstandigheden, maar zit het zetmeel vast in de matrix van de aardappelschil waardoor het er niet bij kan. Praktisch gezien zou ik dan bijvoorbeeld denken aan dat de schil nog bestaat uit intacte celwanden. Je zou dan enzymatisch iets als cellulase nodig hebben om die celwanden kapot te krijgen zodat het amylase uberhaupt bij het zetmeel kan komen. 

 

Om dat te testen zou je eventueel die aardappelschillen mechanisch kunnen vernielen (soniceren, desnoods hardhandig blenderen) om te zien of je dan wel glucoseproductie krijgt met je amylase. 

Victory through technology

#3

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 mei 2018 - 07:27

Ben benm,

Hartelijk dank voor je reactie. Wij hebben een jodiumproef uitgevoerd waarbij zichtbaar is dat er enorme hoeveeheid zetmeel aanwezig is. Betekent bij aantoning dat dit ook gelijk toegankelijk is voor de amylase?

#4

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 mei 2018 - 10:54

Kleurt bij de jodium proef de hele oplossing, of alleen de schillen?

Victory through technology

#5

ArcherBarry

    ArcherBarry


  • >1k berichten
  • 4412 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 mei 2018 - 10:59

je moet een enzym cocktail gaan gebruiken van bijvoorbeeld:

 

  • Alfa-amylase
  • Beta-amylase
  • Pectinases
  • Cellulase

De pectinase(s) en cellulase kunnen de celwanden open breken waardoor de amylases het zetmeel kunnen verteren. Daarnaast is een ratio van 10g schillen op 500g water niet bepaald water efficiënt. probeer eens 10g op 100 of 200ml.

 

vergeet niet dat de beta-amylase maltose produceerd en geen glucose. Gisten hebben doorgaans geen moeite met maltose, maar dit is wel belangrijk om in je achterhoofd te houden betreffende opbrengstberekeningen.

Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.
 
Pas op! Chocolade kan je kleding laten krimpen!

#6

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 mei 2018 - 11:40

@benm de gehele oplossing

@archerbarry Dankjewel, ik ga hiernaar kijken!

#7

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 mei 2018 - 12:38

Blijkbaar komt het zetmeel wel in oplossing gezien de kleurreactie, maar dat zegt niet alles - je weet niet hoeveel er achter blijft in de schillen. Cellulase e pectinase zullen waarschijnlijk wel helpen om meer zetmeel uit de cellen te krijgen. Hoe snel dat allemaal gaat is echter maar de vraag, soms is het handiger iets eerst mechanisch te vermalen - je maakt tenslotte ook geen wijn uit hele druiven ;)

Victory through technology

#8

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 mei 2018 - 12:40

Blijkbaar komt het zetmeel wel in oplossing gezien de kleurreactie, maar dat zegt niet alles - je weet niet hoeveel er achter blijft in de schillen. Cellulase e pectinase zullen waarschijnlijk wel helpen om meer zetmeel uit de cellen te krijgen. Hoe snel dat allemaal gaat is echter maar de vraag, soms is het handiger iets eerst mechanisch te vermalen - je maakt tenslotte ook geen wijn uit hele druiven ;)

 

Haha, helemaal waar. Ik heb ze nu gevijzeld tot poeder. Hopelijk heeft dit effect


#9

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8474 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 mei 2018 - 13:05

De pH van je oplossing is ook van belang. met demi-water kan dit alle kanten op gaan. Kijk eens welke buffers normaal gesproken gebruikt worden voor amylase...

"Meep meep meep." Beaker

#10

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 17 mei 2018 - 00:27

Nouja, alle kanten op? Je zit natuurlijk wel met 'gemalen aardappels', wat ongetwijfeld zal resulteren in een vrij specifieke pH, net als bijvoorbeeld most voor de productie van bier of wijn. 

 

Wat wellicht wel een idee is: als je toch wilt gaan vergisten om ethanol te verkrijgen, de gist het werk voor je laten doen, ipv zelf met losse enzymen aan de gang te gaan. Je zou apart even een gistcultuurtje kunnen kweken in water met wat glucose erin (of domweg een beetje appelsap oid, werkt allemaal wel) vanuit gevriesdroogde gist. Onder aerobe omstandigheden en bij een graad of 30 wil dat wel groeien (beetje afhankelijk van welke soort gist), en vervolgens die gistcultuur bij je aardappelpulp gooien. Nog even laten vermeerderen door de luchttoevoer open te laten, en na een tijdje afsluiten met een waterslot en lekker laten vergisten.

 

Feitelijk ben je gewoon vodka aan het maken natuurlijk, en dat gaat in de praktijk ook op die manier (in ieder geval bij kleinschalige productie). Die gisten kunnen meer dan alleen suiker omzetten in alcohol, ze maken ook de nodige enzymen om dingen af te breken. Bovendien breken ze ook bijvoorbeeld eiwitten uit je aardappelen af om zichzelf van aminozuren te voorzien noodzakelijk voor groei/deling. 

 

Wel een punt van aandacht: de vermalen schillen zou je wellicht moeten verhitten (pasteuriseren) om te voorkomen dat van nature aanwezige gisten, schimmels of bacterien de overhand gaan nemen in het proces.  

Victory through technology

#11

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 mei 2018 - 06:49

Beste Benm,

Hartelijk dank voor je uitgebreide antwoord. Vandaag ga ik weer een dag het lab op, en ga ik er weer mee aan de slag. In overleg met de specialist zal ik kijken wat een uitkomst kan bieden. Je hebt mij enorm veel denkstof gegeven, waarvoor dank! Ik zal laten weten welke vervolgstappen ik heb genomen

#12

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 mei 2018 - 16:05

Beste allemaal,

 

Hierbij een welkome update: Er is glucose aangetroffen!

Na het toevoegen van cellulase, en verhoging van de temperatuur naar 37 graden Celcius is er dan toch progressie!

Benm, ArcherBarry en Wouter_Masselink hartelijk bedankt voor jullie tips en voor het meedenken.


#13

ArcherBarry

    ArcherBarry


  • >1k berichten
  • 4412 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 20 mei 2018 - 21:52

Leuk om jouw enthousiasme te lezen, maar ehh *kuch*  Glucose? hoe heb je dit bevestigd?

 

Denk eerder dat je maltose heb gevonden. ook een reducerend suiker.

Veranderd door ArcherBarry, 20 mei 2018 - 21:53

Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.
 
Pas op! Chocolade kan je kleding laten krimpen!

#14

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 mei 2018 - 00:30

Dat onderscheid lijkt me inderdaad niet zo simpel vast te stellen, maar waarom zou glucose verbazend zijn?

 

Zetmeel bestaat over het algemeen voor een redelijk deel uit amylopectine, en na splitsing door een amylase houdt je dan glucose over. Natuurlijk bevat het ook amylose en dat levert na lysis maltose op. Ik vermoed dat er gewoon een mengsel van beide aanwezig is, al durf ik niet uit te sluiten dat in aardappelschillen bijvoorbeeld maltase zit dat het maltose alsnog opknipt in glucoses... het blijft biologisch materiaal natuurlijk, zeker als je het 'rauw' gebruikt. 

 

Als je per se enzymatische (of microbiologische) activiteit wilt uitsluiten moet je die schillen koken (of godbetert keihard doorstralen) voor je met het experiment begint, maar dat veranderd de structuur ook weer aanzienlijk, en gezien de benodigde energie denk ik dat het niet heel handig is als je brandstof probeert te produceren uit plantenresten. 

Victory through technology

#15

Pepijndb

    Pepijndb


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2018 - 09:09

@ArcherBarry Ik heb het met glucosestrips en de Fehlings test het aangetoond. Zou het dan vooralsnog maltose kunnen zijn?

@Benm daar heb je gelijk in. Het is natuurlijk niet efficient. Maar als dat de enige optie is, moet ik dat sowieso meenemen. Dankjewel voor het meedenken.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures