21862

21862

بررسي تاثير منابع مختلف نيتروژني در توليد بيواتانول به روش تخمير حالت نيمه جامد

كارشناسي ارشد

بيوتكنولوژي

1398/4/17

دكتر پريسا حجازي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

رايج¬ترين سوخت زيستي مورداستفاده در جهان بيواتانول مي¬باشد كه يكي از مناسب¬ترين منابع توليد آن ضايعات كشاورزي است كه بيش از سه دهه مورد بررسي و تحقيق قرار گرفته است. هسته‌خرما به دليل توليد و مصرف بالاي خرما در كشور و منطقه يكي از بزرگترين منابع بالقوه ليگنوسلولزي در دسترس براي توليد بيواتانول مي¬باشد. در اين پژوهش توليد بيواتانول از پودر هسته‌خرما با استفاده از باكتري زايموموناس‌موبيليس به روش تخمير حالت جامد و پيشيااستيپيتيس به روش تخمير حالت نيمه جامد در مقياس ارلن بررسي شد. به منظور امكان دسترسي ميكروارگانيسم به قندهاي پنج و شش¬كربنه هسته‌خرما، در مرحله اول شرايط بهينه پيش¬تيمار روش قليايي با سود 1 مولار و هيدروليز اسيدي با اسيد سولفوريك 5 درصد تعيين شد. در مرحله اول توليد بيواتانول به روش تخمير حالت ¬جامد در ارلن¬هاي 50 ميلي¬ليتري با استفاده از پپتون به‌عنوان منبع نيتروژني در مقادير 1/0و 2/0 گرم به گرم سوبستراي هيدروليز شده خشك اوليه (IDHS) در دماي C° 30 و با رطوبت 50 درصد سوبستراي پيش¬تيمار شده به مدت 3 روز مورد بررسي قرار گرفت. بدليل پايين بودن راندمان توليد، در مرحله بعد تاثير افزودن چهار منبع نيتروژني پپتون (1/0، 2/0 و g peptone/gIDHS 3/0)، سبوس گندم (40، 50 و 60 % از وزن سوبستراي خشك اوليه) و سولفات آمونيوم (01/0، 02/0 و g(NH4)2SO4/gIDHS 04/0) هر يك در سه سطح و مخمر خشك شده (07/0 و gDSY/gIDHS 14/0) در دو سطح بر توليد بيواتانول به روش تخمير حالت نيمه¬جامد در ارلن-هاي 100 ميلي¬ليتري در دماي C° 30 و دور همزن rpm 150 به مدت 3 روز مورد ارزيابي قرار گرفت. حداكثر ميزان توليد بيواتانول در هر يك از منابع نيتروژني ذكرشده به ترتيب برابر با 09/0، 1/0، 07/0 و 09/0 گرم اتانول به‌ازاي گرم IDHS بدست آمد.

1399/02/17

Investigating the effect of different nitrogen sources on the production of bioethanol by semi-solid state fermentation

5/6/2020 12:00:00 AM

The most common biofuel used in the world is bioethanol, one of the most suitable sources of its production is agricultural waste that has been studied for over three decades. Due to the high production and consumption of dates in the country and the region, kernels are one of the largest potential sources of lignocellulose available for bioethanol production. In this study, bioethanol production from kernel powder was investigated using Zymomonas mobilis by solid state fermentation method and pichia stipitis by semi-solid state fermentation method at flask scale. In order to allow microorganism access to five and six carbon dioxide carbohydrates, the optimum conditions of pre-treatment of 1 M alkaline and acid hydrolysis with 5% sulfuric acid were determined. As a first step, production of bioethanol by solid-state fermentation in 50 ml Erlens using peptone as nitrogen source at 0.1 and 0.2 g/g initial dry hydrolyzed substrate (IDHS) at 30 °C and 50% moisture pretreatment substrate was examined for 3 days. Due to the low production efficiency in the next step, the effect of adding four nitrogen sources of peptone (0.1, 0.2 and 0.3 g peptone/gIDHS), wheat bran (40, 50 and 60 % of initial dry substrate weight) and sulfate ammonium (0.01, 0.02 and 0.04 g (NH4) 2SO4/gIDHS) in three levels and dried yeast (0.07 and 0.14 gDSY/gIDHS) in two levels on bioethanol production by semi-solid state fermentation method. The half-life was evaluated in 100 ml Erlens wells at 30 °C and 150 rpm for 3 days. The maximum bioethanol production in each nitrogen source was 0.09, 0.1, 0.07 and 0.09 g of ethanol per gram of IDHS, respectively.