پديد آورنده :
كشاورز فهلياني، احد
عنوان :
توليد اتانول و بتاكاروتن از كاه برنج به وسيله قارچ موكور هيماليس
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 67 ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي، محمد هادي جزيني
توصيفگر ها :
بتاكاروتن , اتانول زيستي , كاه برنج , قارچ موكور هيماليس , پيشفراوري شيميايي , هيدروليز آنزيمي
استاد داور :
حميد زيلويي، مهدي كديور
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/08/21
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/08/21
چكيده فارسي :
چكيده با پيشرفت تكنولوژي و افزايش جمعيت ميزان انرژي مورد نياز بشر در دهههاي اخير افزايش قابل توجهي داشته است اين افزايش در كنار نگرانيها در رابطه با معضالت زيست محيطي از جمله گرمايش زمين موجب شده تا عالقه به استفاده از منابع تجديدپذير و دوستدار محيط زيست افزايش پيدا كند اتانول زيستي به عنوان يكي از اميدواركنندهترين منابع تجديدپذير در حال حاضر به عنوان ارتقا دهندهي كيفيت در سوختها مورد استفاده قرار ميگيرد عمده اتانول توليدي در صنايع در حال حاضر از طريق تخمير ميكروبي و با استفاده از منابع قندي و نشاستهاي همچون مالس ذرت و نيشكر توليد ميشود استفاده از منابع قندي و نشاستهاي اگر چه فرايند توليد اتانول را سادهتر كرده است اما به دليل تداخل با منابع غذايي و همچنين به دليل ميزان مصرف انرژي باال در حين آماده سازي كشت اين مواد موجب شده تا بحثهاي گستردهاي در رابطه با مفيد بودن استفاده از اين مواد شكل بگيرد اين در حالي است كه سوختهاي نسل دوم كه با استفاده از مواد قندي موجود در تركيبات ليگنوسلولزي كه عمدتا مواد ضايعاتي هستند توليد ميشود به دليل قيمت ارزان عدم تداخل با منابع غذايي و مصرف بسيار پايين انرژي حين كشت و آمادهسازي مادهي اوليه مورد استفاده جزو بهترين گزينههاي مطرح شده جهت كاهش ميزان كربن دياكسيد توليدي در جهان هستند برنج به عنوان يكي از پر مصرفترين مواد غذايي دنيا مطرح بوده و در سال ۶۱02 ميزان توليد آن ۹ ۱57 ميليون تن گزارش شده است به ازاي هر كيلوگرم برنج 5 ۱ كيلوگرم كاه برنج توليد ميشود كه مقدار عمده آن در مزارع كشاورزي سوزانده ميشود اين موضوع كاه برنج را به عنوان يكي از در دسترسترين و ارزان قيمتترين مواد اوليه موجود براي استفاده در توليد بيواتانول تبديل ميكند كاه برنج از جمله مواد ليگنوسلولزي است و به دليل دارا بودن ميزان سيليس باال و ساختار پيچيده توليد قند به صورت مستقيم كاري مشكل بوده و بازدهي پاييني دارد در اين پژوهش به منظور افزايش بازدهي فرايند هيدروليز و تبديل حداكثري كربوهيدراتهاي موجود در ساختار كاه برنج پس از آسياب كردن كاه برنج و غربال ذرات بين اندازههاي 77۱ تا 048 ميكرومتر تحت فراوري با ۳ ماده سديم كربنات 5 0 موالر سديم هيدروكسيد 8 درصد وزني حجمي و فسفريك اسيد 58 قرار گرفت قارچ موكور هيماليس يك قارچ دو ريختي است كه راندمان بسيار بااليي در توليد اتانول دارد توليد بتاكاروتن در كنار اتانول ميتواند موجب بهبود اقتصاد فرايند شود اثر پارامترهايي همچون تغيير مورفولوژي قارچ و اثر استفاده از هيدروليزيتهاي مربوط به كاههاي پيشفراوري شده و نشده روي ميزان محتواي بتاكاروتن بررسي شد هر سه پيشفراوري مورد استفاده تاثير قابل توجهي در نتايج بدست آمده نشان داد بازدهي توليد قند از مقدار ۶2 براي كاه پيشفراوري نشده به مقادير8۶ 78 و ۳7 درصد به ترتيب براي پيشفراويهاي سديم كربنات سديم هيدروكسيد و فسفريك اسيد رسيد نتايج مربوط به آناليز محتواي كل كربوهيدراتها و لگنين موجود در ساختار كاه برنج نشان دهنده افزايش قابل توجه بتابتاگلوكان موجود براي هر سه پيشفراوري اعمال شده بود پيشفراوري كاه برنج به وسيله سديم كربنات و سديم هيدروكسيد در حذف ليگنين موفق عمل كرده و ميزان ليگنين موجود در كاه بدون پيشفراوري از ۶ 22 درصد به ترتيب تا مقادير 27 ۶۱ و۳ 4۱ كاهش دادند نتايج مربوط به كشت قارچ موكور هيماليس روي هيدرليزيتهاي حاصل از كاههاي پيشفراوري شده و نشده نيز نشان از موثر بودن پيشفراوريهاي صورت گرفته دارد نتايج مربوط به ميزان اتانول موجود در نمونههاي گرفته شده پس از ساعت 27 تخمير نشان دهنده بازدهي و بهره باالتر اتانول براي مورفولوژي كامال مخمري نسبت به دو مورفولوژي ديگر است ميزان بهره اتانول براي سه مورفولوژي كامال مخمري رشتهاي غالب و كامال رشتهاي قارچ موكور كه روي محيط كشت حاوي گلوكز كشت دادهشدهاند به ترتيب 54 0 44 0 و 7۳ 0 گرم اتانول به ازاي هر گرم گلوكز مصرفي بدست آمد به دليل استفاده از محيط كشتهاي مشابه با هيدروليزيتهاي بدست آمده و دسترسي آسان قارچ به قندهاي موجود در تركيب نميتوان به صورت قطعي در مورد تاثير پيشفراوريهاي انجام گرفته روي بهره و بازدهيهاي تخمير نظر دهي كرد بيومسهاي توليدي در اين پژوهش به وسيله تركيب متانول و كلروفرم مورد استخراج قرار گرفته و محتواي بتاكاروتن توليدي مورد مطالعه قرار گرفت نتايج بدست آمده بين محتواي بتاكاروتن توليدي توسط مورفولوژيهاي مختلف تفاوت قابل توجهي نشان داد بيشترين مقدار بتاكاروتن توليدي توسط بيومسهاي حاصل از كشت مورفولوژيهاي كامال مخمري رشتهاي غالب و كامال رشتهاي به ترتيب مقادير 5۶۱ ۶۶4 و 522۶ ميليگرم بتاكاروتن به ازاي هر گرم بيومس بود از نتايج اين تحقيق ميتوان نتيجهگيري نمود كه عالوه بر توليد اتانول ميتوان مقدار قابل ت
چكيده انگليسي :
Ethanol and Beta carotene production from Rice straw using Mucor hiemalis Ahad Keshavarz Fahliani Ahad k 92@gmail com June 2019 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Keikhosro Karimi Karimi@cc iut ac ir M Hadi Jazini m h jazini@cc iut ac irAbstractDuring the last 2 3 decades with the growth of world population and rapid advances intechnology the need for a sustainable resource which satisfies both economic concerns aswell as environmental became inevitable Bioethanol as a Biofuel is one of the mostpromising available options which based on the substrate classified in three maingenerations Rice straw is an abundant inexpensive and widely available lignocellulosicresource In order to use lignocellulosic material in the fermentation process and because oftheir complex structure further pretreatments are necessary which increase the process costs Mucor hiemalis is a dimorphic fungus which besides its high efficiency of ethanolproduction can give a variety of high value products like chitin and chitosan Improving theeconomic aspects of the second generation of Biofuels which use lignocellulosic materialsas feedstock is the main focus of this thesis In this project three different chemicalpretreatments were used to disrupt the structure of Rice straw and increase the accessibilityof hydrolysis enzymes to carbohydrate polymers The efficiency of sugar productionincreased from 28 for untreated Rice straw to 68 87 73 for pretreatments of rice strawusing sodium carbonate sodium hydroxide and phosphoric acid as solvent respectively Both the crystallinity index and total crystallinity decreased after pretreatments which ledto the improvement of the hydrolysis process Pure glucose media showed the best results inEthanol production and achieved 0 45 0 44 and 0 37 g ethanol g glucose for morphologiesof pure yeast mostly filamentous and pure filamentous respectively UV spectrophotometry analysis of extracts from Mucor biomass indicates a significant effect ofchanging the morphology on beta carotene content while changing the cultivation mediashown a small effect in beta carotene content The maximum yield of beta carotene achievedfor different morphologies in this study were 165 466 625 g beta carotene g biomass which respectively achieved from pure yeast mostly filamentous and pure filamentousmorphologies of Mucor hiemalis The results of this study have shown a proper ability ofMucor hiemalis fungous in producing value added products like beta carotene chitin andchitosan as well as ethanol and using this microorganism in the fermentation process canhelp the economy of the process Keywords Ethanol Beta carotene Rice straw Mucor hiemalis
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي، محمد هادي جزيني
استاد داور :
حميد زيلويي، مهدي كديور
