18162

18162

توليد بيواتانول از پودر هسته خرما به روش تخمير حالت جامد

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

شهريور ماه 1396

دكتر پريسا حجازي

شيمي، نفت و گاز

چكيده در دهه‌هاي گذشته به علت افزايش جمعيت، افزايش قيمت نفت و گرم شدن كره زمين، توجه به سوخت‌هاي تجديد¬پذير و سازگار با محيط‌زيست افزايش يافته است. اخيرا، توليد بيواتانول به‌عنوان جايگزيني ارزان به¬جاي سوخت‌هاي فسيلي با استفاده از مواد ليگنوسلولزي مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به ماهيت سوبستراهاي ليگنوسلولزي، از روش تخمير حالت جامد با استفاده از روش پيش¬تيمار مناسب براي توليد بيواتانول مي¬توان بهره برد. در اين پژوهش براي نخستين بار توليد بيواتانول از پودر هسته خرما به روش تخمير حالت جامد و با استفاده از باكتري زايموموناس موبيليس بررسي شده است. پيش¬تيمارهاي قليايي و قليايي – اسيدي مناسب با تخمير حالت جامد براي دسترسي بيش¬تر باكتري به قند موجود در هسته خرما انجام شد. تخمير حالت جامد در مقياس ارلن در سه حالت استفاده از سوبستراي بدون پيش¬تيمار و با پيش¬تيمارهاي قليايي و قليايي – اسيدي انجام شد. براي افزايش بازده توليد اتانول بر پودر هسته خرما تيمار قليايي – اسيدي شده، يك طراحي آزمايش طرح عاملي بر دو عامل رطوبت اوليه سوبسترا و مقدار پپتون در دو سطح در نظر گرفته شد. نتايج توليد بيواتانول نشان داد كه هر دو عامل در افزايش توليد اتانول موثر است. تخمير حالت جامد براي 5 گرم پودر هسته خرما پيش¬تيمار قليايي – اسيدي شده با شرايط pH برابر 5، رطوبت اوليه سوبسترا برابر 50 %، اندازه ذرات برابر mm 19/1-297/0، مقدار پپتون برابر 085/0 گرم پپتون به گرم سوبسترا خشك اوليه، غلظت محلول عصاره مخمر g/l 10، دما °C30 و به مدت 60 ساعت به عنوان شرايط بهينه فرآيند تخمير حالت جامد در مقياس ارلن شناسايي شد. در اين شرايط بيشينه توليد اتانول پس از 60 ساعت تخمير برابر 204/0 گرم اتانول به گرم قند اوليه بدست آمد. واژه‌هاي كليدي: اتانول زيستي، هسته خرما، تخمير حالت جامد، زايموموناس موبيليس، پيش¬تيمار شيميايي، سوبستراي ليگنوسلولزي

1396/09/18

12/9/2017 12:00:00 AM

Abstract With the growth of population in the last decade, rising petroleum price and global warming, the attention has highly shifted to the renewable fuels which are compatible with the environment. Bioethanol as a cheap substitute of fossil fuels with utilization of lignocellulosic material has been taken into consideration recently. With reference to lignocellulosic substrate, bioethanol production can be produced by solid state fermentation (SSF) using appropriate pretreatment method. In this research, Bioethanol production from date pit powder with Zymomonas mobilis by SSF has been studied in the flask scale for the first time. Appropriate alkaline and alkaline–acidic pretreatments for SSF has been carried out to increase accessibility of microorganism to the available sugar of date pit powder. A factorial design with two factors of moisture and peptone with two levels were conducted to enhance yield of bioethanol production using alkaline–acidic pretreated date pit powder. Results show that both factors were significant in improving bioethanol production. The following situation has been obtained as an optimal point for SSF in a flask scale: initial substrate pH 5, initial substrate moisture of 50 %, particle size of 0.297-1.19 mm, peptone content of 0.085 g peptone g-1 dry substrate, yeast extract concentration of 10 g/l, temperature 30 °C and 60 h fermentation time. In this situation, maximum bioethanol production after 60 h of fermentation was 0.204 g ethanol g-1 initial sugar. Keywords: Bioethanol, Date Pit powder, Solid State Fermentation, Zymomonas mobilis, Chemical Pretreatment, Lignocellulosic Substrate