7521

طراحي و ارزيابي اقتصادي فرايند توليد آنزيم ليپاز از ضايعات روغني

كارشناسي

مهندسي شيمي

1400

پريسا حجازي

1400/08/17

مهندسي شيمي،نفت و گاز

توليد صنعتي آنزيم ليپاز با توجه به كاربردهاي گسترده آن در صنايع غذايي، دارويي و ... در سال¬هاي اخير بسيار مورد توجه محققان واقع شده است. توليد آنزيم ليپاز به روش تخمير حالت جامد مزاياي متعددي نسبت به روش تخمير غوطه¬ور دارد؛ از جمله اين مزايا صرفه اقتصادي فرايند، خلوص بالاتر محصول و آلودگي بسيار كمتر محيط زيست مي¬باشد. در اين تحقيق مراحل توليد ساليانه 40 تن آنزيم ليپاز در بيوراكتورهاي بسترپرشده زيموتيس 30 واحدي مورد ارزيابي قرار گرفت. براي اين منظور در مرحله بالادستي فرآيند، كشت سويه ميكروبي آسپرژيلوس ايبريكوس بر دانه¬هاي ارزن در چهار بيوراكتور بسترپرشده موازي 68 ليتري در نظر گرفته شد تا اسپورهاي لازم به عنوان مايه تلقيح براي بيوراكتور¬هاي اصلي تخمير فراهم شود. مدت زمان تهيه اسپور 7 روز در نظر گرفته شده است. در مرحله تخمير، چهار سري بيوراكتور زيموتيس (هر سري شامل 20 بيوراكتور 30 يونيتي، كه حجم هر بيوراكتور 2.3 متر مكعب) در نظر گرفته شده و محيط كشت مورد استفاده در تخمير شامل سبوس گندم و تفاله زيتون با 55 % رطوبت اوليه است. با گذشت 120 ساعت 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 واحد هاي پايين دستي مي¬باشند. باتوجه به اينكه ساليانه 55 دوره تخمير تكرار مي¬شود، در هر دوره فرايند حدود 727 كيلوگرم ليپاز توليد مي¬شود. جداسازي و خالص سازي محصول تا بازيابي 99% آنزيم شامل 4 مخزن همزن¬دار 30 مترمكعبي براي فرآيند فروشويي آنزيم از سوبستراي تخميرشده، 4 فيلتر فشاري هريك داراي 25 صفحه و مساحت كلي 25 مترمكعب و 4 سانتريفيوژ لوله¬اي با حجم كاري 89 ليتر و دبي حجمي 16.3 مترمكعب بر ساعت براي حذف ذرات سبوس باقيمانده در محلول حاوي آنزيم، دو سامانه استخراج دوفازي آبي حاوي الكل و نمك همزن¬دار هريك به حجم 260 ليتر و سرعت همزن 480 دور بر دقيقه با دو تبخير كننده قبل و بعد از سامانه به ترتيب براي تغليظ و تبخير حلال از محلول آنزيم در نظر گرفته است. در بخش برآورد اقتصادي، به منظور تعيين هزينه با كمترين نوسان، كل هزينه¬ها با دلار محاسبه شد. به عنوان واحد هزينه سرمايه گذاري كه شامل هزينه هاي ثابت و هزينه هاي عملياتي، مقدار 4.725.103 دلار محاسبه شده و همچنين درآمد ساليانه حاصل از فروش آنزيم ليپاز، ميزان 4400000 دلار تخمين زده شده است. نقطه سر به سر اين واحد توليدي 4.7سال محاسبه شد. بنابراين اين طراحي مي¬تواند براي توليد آنزيم ليپاز در ايران مورد استفاده قرار گيرد.

آنزيم ليپاز، آسپرژيلوس ايبريكوس، تخميرحالت جامد، طراحي فرايند تخمير و جداسازي، بيوراكتور زيموتيس، ارزيابي اقتصادي