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微生物混合菌群促进粗甘油生物转化同步产氢产乙醇工艺

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微生物混合菌群促进粗甘油生物转化同步产氢产乙醇工艺
论文目录
 
摘要第1-7页
ABSTRACT第7-10页
A list of main acronyms used in the dissertation第10-14页
CHAPTER 1. INTRODUCTION第14-58页
  1.1 SUPPORTING FUNDING AND PROJECTS第15-16页
  1.2 BIOFUELS第16-32页
    1.2.1 Outlook on Renewable Energy and Biofuels第16-18页
    1.2.2 Global trends and renewables第18页
    1.2.3 Biohydrogen第18-24页
    1.2.4 Bioethanol第24-29页
    1.2.5 Biodiesel production第29-32页
  1.3 REVIEW ON CRUDE GLYCEROL第32-40页
    1.3.1 General description第32-34页
    1.3.2 The glycerol glut第34-36页
    1.3.3 Glycerol origin and applications第36-38页
    1.3.4 Glycerol pretreatment第38-40页
  1.4 GLYCEROL CONVERSION TECHNOLOGIES第40-48页
    1.4.1 Conventional catalytic conversion of glycerol第41-42页
    1.4.2 Steam Reforming of glycerol into hydrogen第42-43页
    1.4.3 Biological conversion第43-48页
  1.5 BIOREFINERY CONCEPT第48-51页
    1.5.1 Introduction第48-49页
    1.5.2 Glycerol Biorefinery第49-51页
  1.6 QUESTIONS PROPOSED第51-56页
    1.6.1 The general context (why converting glycerol into biofuels)第52-53页
    1.6.2 Reduction of operational costs第53-54页
    1.6.3 The approach of this study第54-56页
  1.7 RESEARCH CONTENTS AND TECHNOLOGY ROADMAP第56-58页
    1.7.1 Main research contents第56-57页
    1.7.2 Technology roadmap of this study第57-58页
CHAPTER 2. MATERIAL AND METHODS第58-79页
  2.1 GLYCEROL FERMENTATION TESTS第58-71页
    2.1.1 Culture medium第58-59页
    2.1.2 Enrichment of activated sludge第59-60页
    2.1.3 Optimization of important operation parameters第60页
    2.1.4 Minimal Functional Consortium tests第60-61页
    2.1.5 Co-fermentation of crude glycerol with other waste products, using different inocula第61-63页
    2.1.6 Upscale and fed-batch operations第63-64页
    2.1.7 Evaluation of the process viability and technical assumptions第64-71页
  2.2 ANALYTICAL METHODS第71-72页
    2.2.1 Determination of soluble compounds第71-72页
    2.2.2 Gas analyses第72页
  2.3 KINETIC ANALYSIS第72-73页
  2.4 MICROBIAL COMMUNITY STRUCTUREANALYSES第73-76页
    2.4.1 DNA extraction and PCR amplification第73页
    2.4.2 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE)第73-74页
    2.4.3 16S r DNA library construction and sequencing第74-75页
    2.4.4 Cell density第75-76页
  2.5 STATISTICAL ANALYSIS METHOD第76-79页
    2.5.1 The Design of Experiments (DoE)第76页
    2.5.2 Plackett–Burman screening design第76-77页
    2.5.3 Steepest Ascent第77页
    2.5.4 Box-Behnken optimization design第77-78页
    2.5.5 Mixture Design第78-79页
CHAPTER 3. SELECTION OF A STABLE FUNCTIONAL CONSORTIUM第79-104页
  3.1 INTRODUCTION第79-80页
  3.2 ENRICHMENT OF ACTIVATED SLUDGE第80-83页
  3.3 MICROBIAL COMMUNITY ANALYSIS第83-89页
  3.4 FURTHER CHARACTERIZATION OF THE GCL FUNCTIONAL CONSORTIUM第89-102页
    3.4.1 Dilution-to-extinction第91-94页
    3.4.2 Isolation of the microbial communities and reconstruction of the GCL inoculum第94-102页
  3.5 SUMMARY第102-104页
CHAPTER 4. OPTIMIZATION EXPERIMENTS FOR ENHANCED HYDROGEN AND ETHANOL PRODUCTION第104-121页
  4.1 INTRODUCTION第104-105页
  4.2 OPTIMIZATION OF OPERATIONAL PARAMETERS FOR H2 PRODUCTION第105-107页
  4.3 STATISTICAL OPTIMIZATION FOR H2 AND ETHANOL PRODUCTION第107-119页
    4.3.1 Screening of important variables for hydrogen production using Plackett-Burman design第107-108页
    4.3.2 Steepest Ascent第108-109页
    4.3.3 Box-Behnken Optimization Design第109-115页
    4.3.4 Differences with optimal conditions obtained in previous studies第115-119页
  4.4 ENERGY CONVERSION EFFICIENCY第119-120页
  4.5 SUMMARY第120-121页
CHAPTER 5. CO-FERMENTATION TESTS WITH DIFFERENT WASTE SUBSTRATES AND INOCULA第121-139页
  5.1 INTRODUCTION第121-122页
  5.2 CO-FERMENTATION DESIGN第122-130页
    5.2.1 Selection of substrates第122-124页
    5.2.2 Reliminary test with different inocula microbial mixed cultures第124-125页
    5.2.3 Mixture design第125-130页
  5.3 MECHANISM AND EFFICIENCY OF CO-FERMENTATION第130-137页
    5.3.1 Kinetics of hydrogen production第130-131页
    5.3.2 Substrates consumption efficiencies and metabolic products第131-132页
    5.3.3 Theoretical methane production第132-137页
  5.4 SUMMARY第137-139页
CHAPTER 6. SCALE-UP TESTS AND VIABILITY OF THE PROCESS第139-159页
  6.1 INTRODUCTION第139-140页
  6.2 FEASIBILITY ANALYSIS OF SCALE-UP第140-149页
    6.2.1 Validation of the statistical model第140-141页
    6.2.2 Comparison tests with different glycerol types第141-144页
    6.2.3 Ethanol and hydrogen production in fed-batch experimentation第144-149页
  6.3 POTENTIAL ANALYSIS FOR GLYCEROL BIOREFINERY第149-157页
    6.3.1 Mass balance and product evaluation of the process第149-152页
    6.3.2 Cost evaluation of the process第152-154页
    6.3.3 Towards a glycerol biorefinery第154-157页
  6.4 SUMMARY第157-159页
CONCLUSIONS第159-162页
NOVELTY OF THIS STUDY第162页
FUTURE PLANS第162-163页
REFERENCES第163-185页
PAPERS PUBLISHED DURING THE PERIOD OF PH.D. EDUCATION第185-188页
ACKNOWLEDGEMENTS第188-189页
RESUME第189-190页

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