شماره راهنما :
1613 دكتري
پديد آورنده :
شفيعي علويجه، راضيه
عنوان :
توسعه ي پالايشگاه زيستي با استفاده از ميكروارگانيسم هاي قارچ موكور اينديكوس و ريزجلبك كلرلا ولگاريس
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 132 ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
توصيفگر ها :
پالايشگاه زيستي , گياه ذرت , ريزجلبك كلرلا ولگاريس , قارچ موكور اينديكوس , سوخت هاي زيستي , پروتئين , كيتوزان
استاد داور :
محمدعلي اسداللهي، نوراله ميرغفاري، حميد زيلويي، محمد هادي جزيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/06/05
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/06/17
چكيده فارسي :
چكيده هدف ز ين پژوهش توسعه پالايشگاه زيستي بر پايه قارچ موكور ينديكوس و ريزجلبك كلرلاولگاريس بود بر ين ساس پتانسيل قارچ موكور ينديكوس در يك پالايشگاه زيستي نسل دوم بر پايه خور ك ليگنوسلولز ذرت رزيابي شد درحاليكه پتانسيل ريزجلبك كلرلاولگاريس در يك پالايشگاه زيستي نسل سوم مورد بررسي قر ر گرفت در پالايشگاه زيستي نسل دوم با ستفاده ز يك فر يند دو مرحله يكپارچه شامل هيدروليز سيد و آنزيمي قندها موجود در ذرت به نرژ و محصولات با رزش تبديل شدند بر رهاساز حد كثر مقد ر قند گلوكز و ز يلوز ز ساختار ليگنوسلولز ذرت بهينه ساز هيدروليز سيد رقيق با ستفاده ز روش طر حي آزمايش پاسخ سطح نجام شد در شر يط بهينه و كنش درصد حجمي حجمي سيد سولفوريك دما درجه سانتيگر د و زمان دقيقه گرم گلوكز درصد بازده تئور و گرم ز يلوز درصد بازده تئور به ز هر كيلوگرم ذرت خشك به دست آمد زيستتوده ذرت پيش فرآور شده با سيد رقيق توسط آنزيم سلولاز دوباره هيدروليز شد تا باقيمانده گلوكز موجود در ساختار جامد به صورت محلول در آيد سپس محلول غني ز گلوكز به دست آمده ز هيدروليز آنزيمي در شر يط بي هو ز توسط قارچ موكور ينديكوس به تانول تخمير شد گرم بر گرم قند مصرفي ببه منظور به حد قل رساندن پسماندها توليد شده طي فر يند و ستفاده حد كثر ز قند آز د شده زيست توده قارچي حاصل ز فر يند تخمير مجدد در محيط حاو هيدروليزيت سيد ذرت و ين بار به صورت هو ز كشت د ده شد ين عمل علاوه بر توليد تانول منجر به فز يش زيست توده با رزش قارچ موكور ينديكوس حاو ليپيد و بيوپليمر كيتوز ن شد ثر ت فزودن منابع غذ يي مختلف ز جمله عصاره قارچ و عصاره مخمر به همر ه نمك ها معدني نيز بر به حد كثر رساندن بازده سنتز ليپيد مورد بررسي قر ر گرفت در د مه تركيبات با رزش د خل سلولي شامل ليپيد و كيتوز ن ستخر ج شدند و ليپيد ستخر ج شده طي فر يند تر نس ستريفيكاسيون به بيوديزل تبديل شد گرم بيوديزل به ز گرم ليپيد همچنين پتانسيل توليد بيوگاز ز پسماند قارچي بعد ز فر يند ليپيدزد يي بررسي شد در مجموع ز گرم ذرت خشك ورود به ين پالايشگاه با ستفاده ز قارچ موكور ينديكوس ميليگرم كيتوز ن گرم تانول گرم بيوديزل گرم خور ك د م و ميليليتر متان حاصل شد در توسعه پالايشگاه زيستي نسل سوم طر حي فر يندها با محوريت ستخر ج تركيبات با رزش د خل سلولي ريزجلبك كلرلاولگاريس نجام شد در بتد كشت ريزجلبك كلرلاولگاريس در سه حالت هتروتروف توتروف و ميكسوتروف بررسي شد تا پتانسيل جايگرين كردن قندها موجود در ذرت به عنو ن منبع كربن در محيط كشت ريزجلبك مورد رزيابي قر ر گيرد در نتيجه ين بررسي كشت ميكسوتروف بالاترين بازدهي توليد زيستتوده ليپيد و كربوهيدر ت وكمترين بازدهي توليد پروتئين ر د شت سپس ز يك روش تركيبي شامل آسيا گلوله و هيدروليز آنزيمي بر بازيابي پروتئين ليپيد و كربوهيدر ت موجود در سلولها ريزجلبك ستفاده شد بر ين ساس بتد سلولها توسط آسيا گلوله شكسته و سپس توسط آنزيمها مختلف ز جمله ليپاز فسفوليپاز پروتئاز و سلولاز هيدروليز شدند پتانسيل آنزيمها به تنهايي و همچنين مخلوط آنها در بازيابي تركيبات د خل سلولي مورد بررسي قر ر گرفت حد كثر بازده بازيابي بر همه جز پس ز هيدروليز آنزيمي با ليپاز در دما درجه سانتيگر د و pH به مدت ساعت به دست آمد ين روش تركيبي منجر به بازيابي درصد ز ليپيد در فاز جامد شد در حالي كه درصد ز كربوهيدر ت و درصد ز پروتئين در فاز مايع بازيابي شدند همچنين پتانسيل توليد تانول و بيوگاز ز زيستتوده ريزجلبك كلرلاولگاريس بعد ز ستخر ج ليپيد و پروتئين مورد بررسي قر ر گرفت بر ين ساس به ز هر گرم زيستتوده خشك كلرلاولگاريس گرم پروتين گرم فسفوليپيد گرم تانول و ميليليتر متان حاصل شد كلمات كليد پالايشگاه زيستي گياه ذرت ريزجلبك كلرلاولگاريس قارچ موكور ينديكوس سوختها زيستي پروتئين كيتوز ن
چكيده انگليسي :
AbstractThe aim of this study was the developing of biorefinery using zygomycetes fungus Mucor indicus and greenmicroalga Chlorella vulgaris The potential of M indicus was investigated in the second generation biorefineryusing corn stover as lignocellulose substrate while C vulgaris was survived in the third generation biorefinery Inthe second generation biorefinery the carbohydrate contents of corn stover were converted to fuels and valuablechemicals using an integrated process including dilute acid and enzymatic hydrolysis First to obtain the maximumrecovery of carbohydrates containing in corn stover the optimization of dilute acid hydrolysis was performed bya response surface design Under the optimal reaction conditions i e 1 8 v v H2SO4 121 C for 22 min thehydrolysis resulted in the production of 270 g glucose per kg of dry corn stover 57 8 theoretical yield and 100g xylose per kg of dry corn stover 84 0 theoretical yield The process was followed by applying enzymatichydrolysis to dilute acid pretreated corn stover using cellulase The glucose rich solution obtained from enzymatichydrolysis was fermented by M indicus anaerobically to produce ethanol 0 38 g per g consumed glucose Then M indicus cells were separated washed and re fermented aerobically using dilute acid hydrolysis of corn stover This stage was performed to produce ethanol in addition to increasing valuable fungal biomass containing lipid andvaluable biopolymer chitosan The effects of addition of different nutrient sources including fungal extract andyeast extract along with mineral salts were also investigated to maximize lipid yield in M indicus cells Eventually lipid and chitosan containing in fungal cell walls were extracted Extracted lipid was converted into biodiesel andfinally de fatted cells were digested anaerobically to produce biogas Overall in the developing of secondgeneration biorefinery using M indicus 72 2 mg chitosan 21 4 g ethanol 1 4 g biodiesel 6 2 g animal feed and2 7 mL methane were produced per 100 g dry corn stover In the developing of third generation biorefinery usingC vulgaris first the growth condition of microalgal cells such as heterotrophic autotrophic and mixotrophicregime were studied The potential of enzymatic and dilute acid hydrolysate of corn stover obtained from secondgeneration biorefinery were investigated as carbon source for heterotrophic and mixotrophic growth conditions The mixotrophic conditions resulted in the maximum growth rate lipid and carbohydrate content in the cells andminimum proteins synthesis Then the fractionation of valuable products such as proteins carbohydrates and lipidswere performed using a combined bead milling and enzymatic hydrolysis The cells were treated by bead millingand then hydrolyzed by different hydrolytic enzymes including lipase phospholipase protease and cellulase Thepotential of individual enzymes as well as their mixture were investigated for the fractionation The maximumyields of recovery for all components were obtained after enzymatic hydrolysis by lipase at 37 C and pH 7 4 for24 h The combination of bead milling and hydrolysis with lipase resulted in 88 lipid recovery in solid phase while 74 carbohydrate and 68 protein were separated in the liquid phase Also the fermentation of microalgalcells after protein and lipid extraction and anaerobically digestion of their residue were investigated Based on thisprocess 7 8 g protein 22 4 g lipid 6 8 g ethanol and 2 4 mL methane were produced per 100 g dry C vulgarisbiomass Comparison between second and third generation biorefinery showed that the developing of secondgeneration biorefinery using corn stover and M indicus has potential to exploit maximum 136 per 1000 Kg drycorn stover while the developing of third generation biorefinery using C vulgaris suggests 2 5 times moreeconomic benefits 331 per 1000 Kg dry microalgal biomass Keywords Biorefinery Corn stover Chlorella vulgaris Mucor indicus Ethanol Biogas Protein Lipid Chitosan
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد داور :
محمدعلي اسداللهي، نوراله ميرغفاري، حميد زيلويي، محمد هادي جزيني
