6618

6618

طراحي، شبيه سازي و برآورد اقتصادي واحد توليد بيولوژيكي اسيد لاكتيك

كارشناسي

مهندسي شيمي

1398

دكتر پريسا حجازي - ذكتر فرشته نعيم پور

1398/10/01

مهندسي شيمي

Design, simulation and economic estimation of biological production of lactic acid

توليد صنعتي اسيد لاكتيك به توجه به كابرد هاي گسترده آن در صنايع غذايي، دارويي و آرايشي بهداشتي در سال هاي اخير بسيار مورد توجه محققين واقع شده است. توليد اسيد لاكتيك به روش تخمير مزاياي متعددي نسبت به روش سنتزي دارد؛ از جمله صرفه اقتصادي فرايند، خلوص بالاتر محصول و آلودگي بسيار كمتر محيط زيست. در اين تحقيق مراحل توليد صنعتي اسيد لاكتيك در بيوراكتورهاي همزن¬دار با درجه خلوص مورد استفاده در صنايع غذايي مورد ارزيابي قرار گرفت. براي اين كار سويه ميكروبي لاكتوباسيلوس كازئي ابتدا در بيوراكتورهاي 40، 400 و 4000 ليتري كشت داده شده است تا مايه تلقيح براي بيوراكتور اصلي تخمير فراهم شود. مدت زمان عملكرد هركدام از بيوراكتورها 14 ساعت در نظر گرفته شده است. در مرحله تخمير، سه بيوراكتور صنعتي به صورت موازي و با عملكرد غيرمداوم با حجم 40000 ليتر در نظر گرفته شده است. محيط كشت مورد استفاده در تخمير شامل شربت گلوكز با غلظت 100 گرم بر ليتر به عنوان منبع كربن و عصاره مخمر با غلظت 10 گرم بر ليتر به عنوان منبع نيتروژن مي باشد. ساير منابع نيز مطابق با نياز ميكروارگانيسم در نظر گرفته شده است. با گذشت 114 ساعت از شروع تلقيح، اولين زمان محصول دهي فرا ميرسد كه از اين زمان به بعد، هربار پس از گذشت 28 ساعت، محصول يك بيوراكتور آماده مي شود. مقدار اسيد لاكتيك توليدي در هر بچ با فرض بهري وري g/L.h 1 و بازده 72% برابر با 2160 كيلوگرم محاسبه شده است. جداسازي بيومس و خالص سازي محصول با توجه به هزينه هاي كمتر توليد به صورت مداوم در نظر گرفته شده است و شامل تانك ذخيره، راكتور احياي اسيد لاكتيك، فيلتراسيون، سانتري¬فوژ، تبخير كننده و تقطير واكنشي مي باشد. هزينه سرمايه گزاري كه شامل هزينه هاي ثابت و هزينه هاي عملياتي مي باشد، مقدار 3299408 دلار محاسبه شده است. همچنين درامد ساليانه حاصل از فروش اسيد لاكتيك، ميزان 12 ميليون دلار تخمين زده شده است. با احتساب نقطه سر به سر اين واحد توليد 9 سال مي باشد كه با در نظر گرفتن شرايط اقتصادي موجود، مورد قبول واقع مي شود. اين نتايج مي‌تواند براي توليد اسيد لاكتيك در ايران مورد استفاده قرار گيرد.