19881

۱۹۸۸۱

كشت مختلط ميكروجلبك به منظور توليد بيواتانول

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي - بيوتكنولوژي

1394-139۷

1397/۰۴/۱۹

دكتر فرشته نعيم پور

مهندسي شيمي، نفت و گاز

افزايش مصرف جهاني انرژي و كمبود منابع فسيلي منجر به تحقيقات گسترده¬اي بر روي سوخت¬هاي جايگزين (تجديدپذير) با توجيه اقتصادي شده است. نسل سوم سوخت¬هاي زيستي بر پايه ميكروجلبك¬ها امروزه توجه بسياري از محققين را به خود جلب نموده است. در اين تحقيق ابتدا جداسازي مخلوط ميكروجلبكي از آب شيرين طي دو مرحله و سپس غني¬سازي به روش كشت¬هاي متوالي تا هشت مرحله در ارلن¬هاي با حجم ml 250 انجام شد بطوريكه حداكثر شدت رشد ويژه d-1 81/0 و بهره¬وري g/l/d 164/0 بدست آمد. در ادامه اثر هوادهي (1، 25/1 وvvm 45/1) در فتوبيوراكتورهاي استوانه¬اي و هواگرد با حجم كاري L 8/0 مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي¬دهد كه هوادهي مياني (vvm 25/1) در هر دو بيوراكتور منجر به توليد حداكثر بيومس و بيشينه راندمان توليد بيومس بر نيترات يا فسفات مصرف شده‌است؛ در حاليكه حداكثر مقدار راندمان توليد كربوهيدرات بر نيترات/فسفات مصرف شده در راكتور هواگرد در هوادهي vvm 1 بدست آمده است. حداكثر كربوهيدرات به مقدار mg/l 13/84 در كشت ميكروجلبك در راكتور هواگرد با هوادهي vvm 1 توليد شد كه نسبت به كربوهيدرات توليدي در فتوبيوراكتور استوانه¬اي در همان هوادهي 57/61 % افزايش را نشان مي¬دهد. به منظور بررسي راندمان توليد بيواتانول از ميكروجلبك در مرحله¬ي بعد با فرض هيدروليز اسيدي نشاسته توليدي به گلوكز، تخمير الكلي گلوكز در غلظت¬هاي مختلف با استفاده از باكتري زايموموناس موبيليس در غلظت¬هاي مختلف گلوكز 20، 40 و g/l 60 انجام و اتانول با بازده بين 37/0 تا (g/g) 41/0 توليد شد. نتايج نشان مي¬دهد كه استفاده از ميكروجلبك¬ براي توليد بيواتانول قابل رقابت با ساير منابع توليد سوخت زيستي است. واژه‌هاي كليدي: ميكروجلبك مختلط، سوخت زيستي، فتوبيوراكتور هواگرد، بيواتانول

1397/10/16

Mixed Culture of Microalgae for Bioethanol Production

7/10/2019 12:00:00 AM

Abstract: Increasing global energy consumption alongside the declining of fossil energy resources have led to extensive research on alternative fuels with economic justification. Among these, the third generation of biofuels based on microalgae has been the focus of many researches. In this study, a mixture of microalgae was first isolated from water using a two-stage process and this was followed by eightstage enrichment process in 250ml Erlenmeyer flasks leading to maximum specific growth rate of 0.81 d-1 and biomass productivity of 0.164 g/l/d. Subsequently, the effect of aeration (at 1, 1.25 and 1.45 vvm) was investigated in cylindrical and airlift photo-bioreactors with working volume of 0.8 L. Results showed that aeration at 1.25vvm for both bioreactors would lend to maximal biomass formation and biomass yield on nitrate or phosphate. However, carbohydrate yield based on nitrate or phosphate was maximum for airlift photobioreactor at 1 vvm aeration, showing 61.57% increase compared to cylindrical case. In order to investigate bioethanol formation from microalgae, Zymomonas mobilis bacteria was used to ferment glcucose (at 20, 40 and g/l) assuming that carbohydrate content of microalgae was hydrolyzed to glucose. This led to bioethanol formation yield on glucose at a range of 0.37 to 0.41 g/g. Results showed that bioethanol production using a mixed culture of microalgae is competitive with other sources of biofuel production. Keywords: mixed culture of microalgae, biofuel, airlift photobioreactor, bioethanol.