پديد آورنده :
باي، محمدصابر
عنوان :
اثر پيش فرآوري قليايي بر مشخصات ساختاري تركيبات ليگنوسلولزي مؤثر در هيدروليز آنزيمي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
پديده هاي انتقال
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
شانزده، 109ص.: مصور، جدول، عكس(رنگي)، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد مشاور :
محسن نصر اصفهاني
توصيفگر ها :
پيش فرآوري قليايي , جذب آنزيمي , دفع آنزيمي , هيدروليز , مواد ليگنوسلولزي , سلولز , آنزيم
استاد داور :
حميد زيلويي، محمد هادي جزيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/12/15
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
1 چكيده نظر به افزايش جمعيت جهان و صنعتي شدن كشورها مصرف انرژي روز به روز در حال افزايش است از آنجايي كه منابع در دسترس فسيلي در حال كاهش و آلودگي هواي كره زمين به علت استفاده از آنها رو به افزايش ميباشد اهميت توليد سوختهاي زيستي به عنوان سوختي جايگزين تجديد پذير و پاك افزايش يافته است مواد ليگنوسلولزي از منابع پايان ناپذير و ارزان براي توليد اين سوختها هستند كه به مقدار زياد در دسترس ميباشند در اين تحقيق به منظور بهبود بازده توليد قند از اين مواد پس از پيشفرآوري فيزيكي پيشفرآوري قليايي انجام شد چوبهاي كاج و صنوبر و همچنين كاه برنج با سود 8 وزني حجمي در سه دماي مختلف صفر 52 و 39 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت پيشفرآوري شدند همچنين اين سوبستراها ها توسط كربنات سديم 5 1 مولار در سه دماي مختلف صفر 52 و 39 درجه سانتيگراد به مدت 3 ساعت پيشفرآوري شدند مهمترين هدف اين پروژه بررسي اثر حذف ليگنين توسط بهترين روشهاي پيشفرآوري بر هيدروليز آنزيمي است كه اين مهم توسط آزمايشهاي جذب و دفع آنزيمي حل دفع شونده ظرفيت بافري ظرفيت جذب آب و آناليزهاي بلورينگي و سنجش تخلخل مورد بررسي قرار گرفت هيدروليز آنزيمي چوبهاي صنوبر و كاج و كاه برنج پيشفرآوري شده و پيشفرآوري نشده به مدت 27 ساعت و در دماي 54 درجه سانتيگراد انجام شد نتايج حاصل از هيدروليز آنزيمي نشان ميدهد بيشترين توليد قند چوبهاي صنوبر و كاج و كاه برنج به ترتيب با مقادير 4 92 91 91 و 45 83 ميلي گرم بر ميلي ليتر براي نمونههاي پيشفرآوري شده در دماي 39 درجه سانتيگراد ميباشد آزمايش جذب آنزيمي براي نمونههاي پيشفرآوري شده و پيشفرآوري نشده به مدت 2 ساعت در دماي 4 درجه سانتيگراد انجام شد ميزان جذب آنزيمي براي چوبهاي صنوبر و كاج و كاه برنج به ترتيب 98 68 63 98 و 36 87 ميلي گرم بر گرم سوبسترا و جذب آنزيمي براي نمونههاي پيشفرآوري شده با هيدروكسيد سديم در دماي 39 درجه سانتيگراد چوبهاي صنوبر و كاج و كاه برنج به ترتيب 5 431 9 141 و 8 711 ميلي گرم بر گرم سوبسترا بود حضور ليگنين در نمونههاي پيشفرآوري نشده موجب جذب برگشت ناپذير آنزيم ميشود نتايج حاصل بيانگر اثر مثبت پيشفرآوري و حذف ليگنين بر جذب و دفع آنزيمي ميباشد توانايي جذب آب براي تمامي نمونهها اندازهگيري شد و براي چوبهاي صنوبر و كاج و كاه برنج به ترتيب 7 2 6 1 و 2 3 بود اين مقدار براي نمونههاي پيشفرآوري شده چوبهاي صنوبر و كاج و كاه برنج با كربنات سديم در دماي صفر درجه سانتيگراد بيشينه و برابر 4 8 2 و 4 5 بود نتايج حاصل از آزمايش ظرفيت بافري منطبق بر آزمايش ظرفيت جذب آب بود و تحليل نتايج اين دو آزمايش نيز تأكيدي بر اصلاح مناسب ساختار يك تركيب ليگنوسلولزي در اثر پيشفرآوري ميباشد در اكثر موارد پيشفرآوري موجب كاهش ليگنين هميسلولز و افزايش گلوكان شده است ارتباط مستقيمي بين كم بودن ميزان ليگنين و افزايش ميزان هيدروليز آنزيمي بين تمامي نمونهها وجود دارد نتايج بدست آمده گوياي اين هستند كه پيشفرآوري قليايي با افزايش سطح تماس كاهش درجه بلورينگي سلولز و نيز استيلي هميسلولز و ليگنين زدايي ساختار مواد ليگنوسلولزي را اصلاح ميكند همچنين بهترين مدل پيشنهاد شده براي جذب آنزيم بر روي سوبسترا در اين پژوهش مدل لانگ ماير بود كه نتايج قابل قبولي را ارائه ميدهد واژگان كليدي پيشفرآوري قليايي جذب آنزيمي دفع آنزيمي هيدروليز مواد ليگنوسلولزي سلولز آنزيم
چكيده انگليسي :
111 Effect of Alkaline Pretreatment on Lignocellulosic Materials Properties Affecting Enzymatic Hydrolysis Mohammad Saber Bay m saberbay@gmail com 8 January 2017 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Keikhosro Karimi karimi@cc iut ac irAbstractBy growing worldwide population and industrialization energy demand has been increased Besides shortageand depletion of oil resources have increased attentions towards biofuels production as clean and renewablesources of energy Lignocellulosic materials are renewable and inexpensive raw materials for biofuelproduction which are abundantly available In this study after physical treatment alkaline pretreatments wereperformed with 8 w v NaOH and 0 5 molar sodium carbonate to improve fermentable sugars production Pretreatment of pine and poplar woods and rice straw were conducted with 8 w v NaOH at three differenttemperatures 0 25 and 93 C for 2 h as well as 0 5 molar sodium carbonate at three different temperatures 0 25 and 93 C for 3 h The most important target in this study was investigating the effects of alkalinepretreatment on the lignocelluloses This goal was examined by enzyme adsorption and desorption soluteexclusion buffering capacity swelling capacity and XRD and BET analyses Enzymatic hydrolysis wasperformed on the woods and straw at 45 C for 72 h The enzymatic results showed that the highest hydrolysisfor pine and poplar woods and rice straw were 29 4 19 9 and 38 54 mg per ml respectively obtained afterpretreatment at 93 C with sodium carbonate Enzymatic adsorption desorption was conducted on theuntreated and pretreated samples at 4 C for 2 h The enzyme adsorption for poplar and pine woods and ricestraw were 86 89 89 36 and 78 36 mg per gram of substrate respectively enzymatic adsorption for poplarand pine woods and rice straw pretreated with NaOH at 93 C were 134 5 140 9 and 117 8 mg per gram ofsubstrate respectively The existence of lignin in the untreated samples caused irreversible enzymaticadsorption The results indicated that alkaline pretreatment and lignin elimination had positive effects onenzymatic adsorption and desorption Swelling capacity was measured for poplar and pine woods and ricestraw as 2 7 1 6 and 3 2 respectively For poplar and pine woods and rice straw maximum water swellingcapacity was observed for the samples pretreated at 0 C as 4 2 8 and 5 4 respectively The buffering capacityresults were matched with the swelling capacity and conforms that the alkaline pretreatment modify thestructure of lignocellulosic materials In the most cases pretreatment was decreased the amounts of lignin andhemicellulose and increased glucan content In all samples there was a direct relationship between decreasethe amount of lignin and increase the amount of enzymatic hydrolysis The results showed that the alkalinepretreatments significantly modified the structure of lignocellulosic materials via increasing the hydrolyticenzymes accessible surface area decreasing the cellulose crystallinity reducing the degree of acetylation ofhemicellulose and delignification Furthermore the best model for enzyme adsorption onto the substrate wasthe Langmuir Key Words Alkali pretreatment Enzymatic adsorption Enzymatic desorption Hydrolysis Lignocellulosic material Cellulose Enzyme
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد مشاور :
محسن نصر اصفهاني
استاد داور :
حميد زيلويي، محمد هادي جزيني
