| 摘要 | 第4-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9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 |
