Lav selv bioethanol af halm!
Formålet med denne laboratorieøvelse er at fremstille bioethanol ud fra halm eller andre celluloseholdige substrater som papir. Som beskrevet i afsnittet: ”Nedbrydning af lignocellulose” her på projektet, er nedbrydningen af lignocellulose til monosaccharider en vanskelig og energisk krævende proces. Der kræves en grov forbehandling af halmen, før enzymer kan udføre det finere arbejde med at nedbryde polymerer af glukose og andre monosaccharider. Disse ting vil du her selv få lejlighed til at prøve af.
I øvelsen får du således mulighed for selv at simulere hele processen fra halm til bioethanol. Et substrat klippes eller blendes i småstykker og koges i syre. Hernæst tilsættes de rette industrielle enzymer til suppen, og den, over tid, frigivne glukose måles. Når substratet er nedbrudt, er det tid til at fermentere glukosen til ethanol – hertil vil gæren Saccharomyces cerevisiae anvendes. Under den anaerobe vækst omdanner gæren langsomt glukose til ethanol, CO2 og energi til egen vækst. Du vil kunne følge dannelsen af bioethanol via gaschromatografi. Endelig destilleres den dannede ethanol fra, og derefter kan du finde udbyttet i forhold til det teoretisk mulige.
Faglig forberedelse
Før øvelsen udføres er det vigtigt, at du har et kendskab til kulhydraters opbygning og en forståelse for, hvordan cellulose kan nedbrydes. Du vil nemlig få mulighed for i praksis at bruge enzymer til nedbrydning af halm eller papir, ligesom du vil prøve at følge anaerob gærvækst. Endelig vil der skulle arbejdes med kemiske reaktionsligninger for at beregne udbyttet af bioethanol. Hvis man har særlig lyst til at bruge gaschromatografi, giver øvelsen ligeledes mulighed for det. Der henvises til den teori om lignocellulose, enzymer, forgæring og bioethanol som er tilgængelig på dette projekt samt på følgende andre steder på sitet. (Læs f.eks. om proteinstruktur og gæring)
Praktiske informationer
Såfremt det af økonomiske, tidsmæssige eller andre årsager ikke er muligt at gennemføre hele forsøget fra start til slut, kan de enkelte delmomenter snildt tilpasses til at stå alene. Alt efter mulighederne, kan man vælge til og fra blandt de beskrevne muligheder for målinger og også køre øvelsen i flere forskellige sværhedsgrader.
Gode råd i forbindelse med øvelsen kan findes på vores side med tilbagemeldinger ”Vi prøvede det!” . Her har andre sendt os deres erfaringer med øvelsen, og disse råd og tips kan I med fordel bruge.
Dokumenterne HalmBioethØvelse.doc og Dataark.xls anvendes i øvelsen, og disse er tilgængelige herunder i et .zip-filarkiv. Det vil være smartest at downloade og printe øvelsesvejledningen, mens Dataark.xls skal downloades og bruges til at lave databehandling på computeren. Et dokument med opgaver (Rapportspørgsmål.doc), der kan bruges i diskussion og rapportering, er ligeledes inkluderet. Vejledende svar hertil kan findes via Lærerindgang. Bemærk at enzymer og et antiskummiddel skal bestilles i forvejen, og et glukometer med tilhørende målesticks skal købes på apoteket.
Hvis du har spørgsmål af enhver art til øvelsen, er du meget velkommen til at kontakte forfatterne. Så vil vi forsøge at hjælpe bedst muligt, hurtigst muligt.
Rigtig god fornøjelse!
Øvelsesvejledninger til alle Biotech Academys undervisninsprojekter kan findes på vores samlede vejledningssite.