5122

5122

بررسي اثرات جريان برگشتي در فرايند توليد زانتان

كارشناسي ارشد

شيمي-گرايش بيوتكنولوژي

بهار 1384

1384

دكتر شاهرخ شاه حسيني

09

صمغ زانتان يك پلي ساكاريد با منبع ميكروبي است و با كشت ميكرواورگانسيم زانتوموناس كمپستريس تشكيل مي شود .اين صمغ داراي كاربردهاي فراواني در بازيافت نفت ،داروسازي و صنايع غذايي به عنوان سيال ويسكوز مي باشد .مشكل اصلي فرايند ناپيوسته ،گرانروي بالاي محيط كشت بدليل حضور زانتان است .براي توليد و جداسازي پيوسته اين صمغ فرايندي سه مرحله اي پيشنهاد شد .در مرحله دوم پس از توليد در بيورآكتور ،بخشي از زانتان بوسيله ميكروفيلتراسيون و در مرحله سوم محيط كشت بوسيله اولترافيلتر از جريان محصول جدا مي گردد .بدين ترتيب با افزايش غلظت زانتان در مسير خروجي ،ميزان الكل مصرفي در پايين دستي ،براي ترسيب زانتان ،كاهش مي يابد .همچنين بدليل بازگشت محيط كشت و ميكرواورگانسيم ها به داخل بيورآكتور ،هزينه تهيه آنها نيز در مجموعه حفظ مي گردد .در اين تحقيق مراحل اول و دوم اين فرايند مورد بررسي قرار گرفت .ميتوان گفت اثر غلظت اوليه زانتان در خوراك ميكروفيلتر ،در فشارهاي بالا چندان قابل مشاهده نيست .غلظت خاصي از زانتان وجود دارد كه حداقل ميزان جريان نفوذي و درصد جداسازي را داراست .افزايش جريان حجمي و اختلاف فشار دو سمت فيلتر به افزايش جريان نفوذي كمك مي كند .كاهش فشار و افزايش جريان حجمي باعث افزايش درصد جداسازي ميشود .در كشت ميكروبي با بيورآكتور در شرايط پيوسته و ناپيوسته غلظت زانتان تا 9،9 گرم بر ليتر و غلظت باكتري تا 1،8 گرم بر ليتر بدست مي آمد .ميزان بيشينه بازده براي زانتان به گلوكز 1،47 و براي باكتري به نيتروژن 2،124 گرم بر گرم تعيين شد .نرخ رشد ويژه برابر 0،12 بر ساعت و قابليت توليد براي زانتان برابر 0،21 و براي باكتري 0،029 گرم بر ليتر بر ساعت بدست آمد .قابليت توليد در واحد سطح ميكروفيلتر در بازه 3 تا 0،94 گرم بر ساعت بر متر مربع ارائه شد .سطح حداقل فيلتر براي برابري قابليت توليد سامانه ميكروفيلتر در قياس با بدون آن برابر 0،223 متر مربع است .مدلي مناسب براي بررسي فرايند ناپيوسته صمغ زانتان ارائه گرديد كه مجموع مربعات خطا براي پيش بيني غلظت ها بر مبناي گرم بر ليتر ،تقسيم بر تعداد نقاط تجربي برابر 0،0059 براي سلول و 0،0782 براي زانتان بدست آمد .