Během anaerobní fermentace dochází ke vzniku bioplynu a kapalného podílu - digestátu. Cílem této práce bylo optimalizovat anaerobní fermentaci kavárenského odpadu v laboratorním měřítku a diskontinuálním provedení. Významným parametrem optimalizace byl poměr obsahu kavárenského odpadu a vepřové kejdy, použité jako vhodný ko-fermentační substrát. Chemické složení plynné fáze v reaktoru při anaerobní fermentaci bylo sledováno pomocí plynové chromatografie s detekcí hmotnostním spektrometrem (GC/MS). Vzniklý digestát byl analyzován vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií s hmotnostním spektrometrem (HPLC/MS). Experimenty potvrdily významný úbytek chlorogenových kyselin (významných polyfenolických látek charakteristických pro kávu a kavárenský odpad) v průběhu anaerobní fermentace.
Anotace v angličtině
During anaerobic fermentation biogas and a liquid fraction - digestate is produced. The aim of this thesis was to optimize anaerobic fermentation of coffee waste in laboratory scale and discontinual design. The ratio of content of coffee waste and a pork slurry used as suitable co-fermentation substrate appeared to be important parameter for gasification and was optimized. The chemical composition of the gas phase in the reactor during anaerobic fermentation was monitored by gas chromatography with detection by a mass spectrometer (GC/MS). The formed digestate was analyzed by high performance liquid chromatography with mass spectrometric detection (HPLC/MS). The experiments confirmed significant decrease of chlorogenic acids (significant polyphenolic substances characteristic for cofee and coffe waste) during anaerobic fermentation.
anaerobic fermentation, chlorogenic acid, coffee waste, chromatography, mass spectrometry
Rozsah průvodní práce
70
Jazyk
CZ
Anotace
Během anaerobní fermentace dochází ke vzniku bioplynu a kapalného podílu - digestátu. Cílem této práce bylo optimalizovat anaerobní fermentaci kavárenského odpadu v laboratorním měřítku a diskontinuálním provedení. Významným parametrem optimalizace byl poměr obsahu kavárenského odpadu a vepřové kejdy, použité jako vhodný ko-fermentační substrát. Chemické složení plynné fáze v reaktoru při anaerobní fermentaci bylo sledováno pomocí plynové chromatografie s detekcí hmotnostním spektrometrem (GC/MS). Vzniklý digestát byl analyzován vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií s hmotnostním spektrometrem (HPLC/MS). Experimenty potvrdily významný úbytek chlorogenových kyselin (významných polyfenolických látek charakteristických pro kávu a kavárenský odpad) v průběhu anaerobní fermentace.
Anotace v angličtině
During anaerobic fermentation biogas and a liquid fraction - digestate is produced. The aim of this thesis was to optimize anaerobic fermentation of coffee waste in laboratory scale and discontinual design. The ratio of content of coffee waste and a pork slurry used as suitable co-fermentation substrate appeared to be important parameter for gasification and was optimized. The chemical composition of the gas phase in the reactor during anaerobic fermentation was monitored by gas chromatography with detection by a mass spectrometer (GC/MS). The formed digestate was analyzed by high performance liquid chromatography with mass spectrometric detection (HPLC/MS). The experiments confirmed significant decrease of chlorogenic acids (significant polyphenolic substances characteristic for cofee and coffe waste) during anaerobic fermentation.
anaerobic fermentation, chlorogenic acid, coffee waste, chromatography, mass spectrometry
Zásady pro vypracování
1) Prostudování problematiky v literatuře
2) Vypracování rešerše pokrývající zadané téma
3) Optimalizace anaerobní fermentace pro zplyňování kavárenského odpadu
4) Optimalizace přípravy vzorku digestátu k analýze
5) Zvládnutí techniky spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií
6) Analýza složení získaných digestátů a vyhodnocení získaných dat pomocí postupů vícerozměrné statistiky
Zásady pro vypracování
1) Prostudování problematiky v literatuře
2) Vypracování rešerše pokrývající zadané téma
3) Optimalizace anaerobní fermentace pro zplyňování kavárenského odpadu
4) Optimalizace přípravy vzorku digestátu k analýze
5) Zvládnutí techniky spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií
6) Analýza složení získaných digestátů a vyhodnocení získaných dat pomocí postupů vícerozměrné statistiky
Seznam doporučené literatury
1) L.R.Snyder, J.J. Kirkland, J.L. Glajch, Practical HPLC Method Development, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York 1997. (ISBN: 0-471-00703-X)
2) W.M.A. Niessen, Liquid Chromatography Mass Spectrometry, 2nd Ed., Chromatographic Science Series, Vol. 79, Marcel Dekker, Inc. New York 1999. (ISBN: 0-8247-1936-0)
3) T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman, The Elements of Statistical Learning, Springer-Verlag, New York 2009. (ISBN 978-0-387-84858-7)
4) F. Straka, Bioplyn (příručka pro výuku, projekci a provoz bioplynových systémů) 2., rozš. a dopl. vyd., Praha [i.e. Říčany u Prahy] : GAS, 2006. (ISBN: 80-7328-090-6)
5) databáze původní časopisecké literatury např. Chemical Abstracts, ISI Web of Science, Scopus, SciFinder
6) rešerše a průběžné sledování původní časopisecké literatury vázané k tématu diplomové práce
7) další literární zdroje budou doporučeny vedoucím diplomové práce
Seznam doporučené literatury
1) L.R.Snyder, J.J. Kirkland, J.L. Glajch, Practical HPLC Method Development, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York 1997. (ISBN: 0-471-00703-X)
2) W.M.A. Niessen, Liquid Chromatography Mass Spectrometry, 2nd Ed., Chromatographic Science Series, Vol. 79, Marcel Dekker, Inc. New York 1999. (ISBN: 0-8247-1936-0)
3) T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman, The Elements of Statistical Learning, Springer-Verlag, New York 2009. (ISBN 978-0-387-84858-7)
4) F. Straka, Bioplyn (příručka pro výuku, projekci a provoz bioplynových systémů) 2., rozš. a dopl. vyd., Praha [i.e. Říčany u Prahy] : GAS, 2006. (ISBN: 80-7328-090-6)
5) databáze původní časopisecké literatury např. Chemical Abstracts, ISI Web of Science, Scopus, SciFinder
6) rešerše a průběžné sledování původní časopisecké literatury vázané k tématu diplomové práce
7) další literární zdroje budou doporučeny vedoucím diplomové práce
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Bc. Marie Bobková
Studentka představila komisi svoji diplomovou práci na téma Anaerobní fermentace a sledování změn v profilu chlorogenových kyselin v kavárenském odpadu. Na úvod seznámila přítomné s cíli práce, uvedla práci do souvislostí s praktickým využitím, představila analyty a podmínky separace. Prezentovala průběh optimalizace poměru vstupních surovin pro tvorbu digestátu. Představila látky identifikované v digestátu. Seznámila přítomné se změnami profilu látek v průběhu fermentace. Na závěr shrnula výsledky práce a diskutovala další možné využití práce.
Vedoucí práce shrnul obsah práce. Práci hodnotil kladně, ale měl drobné výhrady ke gramatické a stylistické stránce práce. Ocenil pracovitost studentky v rámci experimentální práce, kdy musela řešit řadu úskalí spojených s anaerobní fermentací. I přes drobné nedostatky hodnotil práci jako přínosnou. K práci neměl žádné dotazy a doporučil ji k obhajobě.
Oponent shrnul celou práci. Vytknul studentce nedostatky po gramatické i stylistické stránce. Ocenil časovou náročnost experimentální části práce. K práci měl několik připomínek a položil studentce několik dotazů k diskuzi: Např. "Str. 10: Co je to "organické zatížení"? Str. 12: Zmiňujete metodu elektronické olfaktometrie. Můžete ji prosím stručně vysvětlit? Str. 14: Jaký je význam věty: "Ať už drobné změny matrice, nebo zcela jiné struktury byly pozorovány v měřítku 14-89 %."?" Studentka na dotazy adekvátně odpověděla. Po zodpovězení dotazů byla práce doporučena k obhajobě.
Při veřejné diskuzi byla nejprve studentka upozorněna na formální nedostatek, a to že objem dávkovaného analytu se uvádí v mikrolitrech a pro označení jednotky se nemá používat "ul". Dále byl vznesen následující dotaz: Odkud pocházel kavárenský odpad? Studentka adekvátně odpověděla.
Celkové hodnocení obhajované práce: B