7065

طراحي و ارزيابي اقتصادي فرآيند توليد آنزيم آميلاز

كارشناسي

مهندسي شيمي

1399

خانم دكتر پريسا حجازي

1399/10/14

دانشكده مهندسي شيمي

Design and economic evaluation of amylase production process

توليد صنعتي آنزيم آميلاز با توجه به كابردهاي گسترده آن در صنايع غذايي، دارويي و ... در سال¬هاي اخير بسيار مورد توجه محققين واقع شده است. توليد آنزيم آميلاز به روش تخمير حالت جامد مزاياي متعددي نسبت به روش تخمير غوطه ور دارد؛ از جمله صرفه اقتصادي فرايند، خلوص بالاتر محصول و آلودگي بسيار كمتر محيط زيست. در اين تحقيق مراحل توليد ساليانه 40 تن آنزيم آميلاز با درجه خلوص 85 درصد در بيوراكتورهاي بسترآكنده زيموتيس 20 يونيتي مورد ارزيابي قرار گرفت. براي اين منظور كشت سويه ميكروبي آسپرژيلوس نايجر در بيوراكتورهاي موازي 150 ليتري در نظر گرفته شد تا مايه تلقيح (اسپور) براي بيوراكتور اصلي تخمير فراهم شود. مدت زمان تهيه اسپور 7روز در نظر گرفته شده است. در مرحله تخمير، چهار سري بيوراكتور (هر سري شامل 20 بيوراكتور20 يونيتي، كه حجم هر بيوراكتور4200 ليتر) در نظر گرفته شده است. محيط كشت مورد استفاده در تخمير شامل سبوس گندم با 55% رطوبت اوليه با محلولي شامل آمونيوم نيترات با غلظت 1.5 گرم بر ليتر، پپتون با غلظت 1.5 گرم بر ليتر و بافر فسفات با غلظت 0.2گرم بر ليتر مي‌باشد. با‌گذشت 120ساعت از شروع تخمير از بيوراكتور سري اول در دوره اول محصول گيري آغاز مي شود. پس از گذشت 12 ساعت محصول سري بيوراكتور بعدي و به همين ترتيب تا سري چهارم بيوراكتورها در هر دوره آماده ارسال به مي باشد. باتوجه به اينكه ساليانه 55 بار فرآيند (هر دوره فرآيند شامل 4 سري بيوراكتور كه هر سري شامل 20بيوراكتور 20 واحدي) تكرار مي شود در هر دوره فرايند حدود727 كيلوگرم آميلاز با خلوص 85% توليد مي شود. جداسازي و خالص سازي محصول با توجه به هزينه هاي كمتر توليد به صورت مداوم و بر اساس حجم يك سري از فرآيند توليد (20 بيوراكتور) در نظر گرفته شده است و شامل تانك ذخيره، سانتريفوژ لوله¬اي، رسوب¬دهي با نمك سولفات آمونيوم، سيستم دياليز براي نمك¬زدايي از محلول آنزيمي و اولترا فيلتراسيون براي تغليظ محلول نهايي مي باشد. هزينه سرمايه گذاري كه شامل هزينه هاي ثابت و هزينه هاي عملياتي مي باشد، مقدار 1.391.756 دلار محاسبه شده است. همچنين درآمد ساليانه حاصل از فروش آنزيم آميلاز، ميزان 3000000 دلار تخمين زده شده است. با احتساب نقطه سر به سر، اين واحد توليد 4 سال و شش ماه مي باشد. اين طراحي مي¬تواند براي توليد آنزيم آميلاز در ايران مورد استفاده قرار گيرد.

آنزيم آميلاز , آسپرژيلوس نايجر , تخميرحالت جامد , طراحي فرآيند تخمير و جداسازي , بيوراكتور زيموتيس