پديد آورنده :
ميرزائي خليل آبادي، داوود
عنوان :
استخراج رنگدانه كانتازانتين از ريز جلبك كلرلازوفينجينسيس و استفاده از زيست توده باقيمانده براي توليد اتانول
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 64 ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدهادي جزيني، كيخسرو كريمي
توصيفگر ها :
پالايشگاه زيستي , نسل سوم سوخت زيستي , آستازانتين , كانتازانتين , كلرلا زوفينجينسيس , بيواتانول
استاد داور :
حميد زيلويِ، اسماعيل مهريار
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/10/24
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/27
چكيده فارسي :
چكيده هدف اين پژوهش توسووعه پااليشووگاه زيسووتي بر پايه ريزجلبك كلرال زوفينجينسوويس بود به اين منظور طراحي فرآيندها با محوريت القا و ا ستخراج تركيبات با ارزش داخل سلولي ريزجلبك كلرالزوفينجين سيس در ك شت دو مرحلهاي اوتوتروف برر سي شد در ابتدا ر شد ريزجلبك كلرالزوفينجين سيس در شدت نور متو سط 1114 الكس و در محيط ك شت غني از نيتروژن انجام شد كه در روز چهاردهم يعني انتهاي فاز رشد لگاريتمي غلظت 73 1 گرم وزن خشك به ازاي ليتر محيط كشت حاصل شد در مرحله بعد با انتقال سلولها به محيط كشت عاري از نيتروژن و در معرض تابش نور شووديد 11112 الكس شوورايط الزم جهت تجمع كاروتنوئيدهاي ثانويه درون سوولولها مهيا شوود و در روز 49ام مقدار اين رنگدانهها نسووبت به روز اول 8 61 افزايش يافت در ادامه با تكرار همين كشووت مقدار زيسووتتوده الزم جهت توسووعه پااليشگاه زيستي حاصل شد مرحله استخراج رنگدانه با تركيب دو روش مكانيكي تخريب سلولي انجام شد به اين صورت كه ابتدا با استفاده از آسياب لرزشي ديواره سلولي ريزجلبك تخريب شده و در ادامه با حالل اتانول در معرض اولتراسونيك پرابدار محتواي رنگدانه استخراج شد بازيابي جامد بعد از اين فرآيند 9 47 شد مقدار كاروتنوئيد كل برابر 2 19 ميليگرم به ازاي گرم زي ستتوده اوليه بود كه به ترتيب از 1 98 و 9 49 آستازانتين و كاتازانتين تشكيل شده است همچنين پتانسيل توليد اتانول از زيستتوده ريزجلبك كلرال زوفينجينسيس بعد از ا ستخراج رنگدانه مورد برر سي قرار گرفت بدين منظور ابتدا محتواي كربوهيدرات كل اندازهگيري شد و سپس زي ست توده باقي مانده از ا ستخراج رنگدانه تحت فرآيند هيدروليز آنزيمي قرار گرفت زي ستتوده باقي مانده به دو روش هيدروليز گرديد در روش اول با ا ستفاده از آنزيمهاي هيدروليز كننده نشواسوته تنها بخش نشواسوتهاي زيسوتتوده هيدروليز شود اما در روش دوم ابتدا بخش سولولزي و سوپس بخش ن شا سته اي هيدروليز شد مايعات قندي به د ست آمده از فرآيند هيدروليز آنزيمي با ا ستفاده از مخمر ساكاروماي سيس سروي سيه به مدت 27 ساعت تحت تخمير قرار گرفت همان گونه كه انتظار ميرفت بازده قند و اتانول توليدي از هيدروليزيت به دست آمده از روش دوم باالتر از روش اول بود براي دو غلظت جامد هيدروليز شده 11 و 119 گرم بر ليتر بهترين مقادير گلوكز براي روشهاي اول و دوم هيدروليز به ترتيب 1 1 و 8 32 گرم بر ليتر حا صل شد براي اتانول اين مقادير به ترتيب 1 3 و 1 1 گرم بر ليتر به د ست آمد در پاالي شگاه زي ستي انجام شده به ازاي هر كيلوگرم زي ستتوده ريزجلبك كلرالزوفينجين سيس 3 8 گرم رنگدانه آ ستازانتين 4 9 گرم رنگدانه كانتازانتين 6 249 گرم اتانول و 3 333 گرم جامد غني از پروتئين مناسب براي توليد بيومتان بيوهيدروژن يا خوراك دام حاصل ميشود كلمات كليدي پااليشگاه زيستي نسل سوم سوخت زيستي آستازانتين كانتازانتين كلرالزوفينجينسيس بيواتانول
چكيده انگليسي :
12 Extraction of canthaxanthin from Chlorella zofingiensis and utilization of biomass residue for ethanol production Davood Mirzaei Khalilabadi d mirzaei@ce iut ac ir Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Mohammadhadi Jazini m h jazini@cc iut ac ir Keikhosro Karimi karimi@cc iut ac irAdvisor Majid mahdieh m mahdiyeh@araku ac irAbstract The environmental problems of our era have inspired research efforts towards developing newand sustainable raw resources for food materials and energy production Microalgae are ineffect sunlight driven cell factories that can convert CO2 in chemicals for biomass food feed and high value products In this regard biofuel from biomass as a renewable clean and environmental friendlyenergy alternative has been suggested Algae can be a promising source of biomass in the future world Biorefinery is recognized as a promising method to initiate a bio based industry that is capable of producingvalue added products and biofuels through various processes in this respect microalgae can be viable andpotential raw material for biorefinaries This study aimed to develop an algal biorefinery approach based onthe microalga Chlorella zofingiensis For this purpose the design of processes focusing on the induction andextraction of valuable intracellular compounds of the microalga Chlorella zofingensis in two stage autotrophicculture was investigated Initially microalgae s growth was performed at the light intensity of 4000 lux and ina nitrogen rich culture medium On the 14th day i e the end of the logarithmic growth phase 0 37 g l biomasswas obtained In the next stage by transferring the cells to a nitrogen free culture medium and exposed tointense light radiation of 20 000 lux the necessary conditions were provided for the accumulation of secondarycarotenoids in the cells Then by repeating the same culture the required amount of biomass for the biorefinerydevelopment was obtained The pigment extraction step was performed by combining two mechanical methodsof cell degradation by first degrading the microalgae cell wall using a vibrating mill and then extracting thepigment content with ethanol solvent exposed to ultrasonic probe Solid recovery after this process was 74 1 The total carotenoid amount was 10 2 mg g of raw biomass consisting 81 5 and 14 1 astaxanthin andcanthaxanthin respectively The potential for ethanol production from the biomass of Chlorella zofingiensismicroalga was also investigated after pigment extraction For this purpose first the total carbohydrate contentwas measured and then the residual biomass from pigment extraction was subjected to enzymatic hydrolysis Through two methods In the first method only the starch part of the biomass was hydrolyzed using starchhydrolyzing enzymes whereas in the second method the cellulose part and then the starch part was hydrolyzed The liquids phases obtained from the enzymatic hydrolysis process were fermented using Saccharomycescerevisiae for 72 h As expected the yield of sugar and ethanol produced from the second method s hydrolysiswas higher than the first method The best sugar content for the first and second hydrolysis methods were 9 5and 23 8 g l respectively For ethanol these corresponding content were 3 9 and 9 5 g l respectively Throughthis biorefinery approach based on 1 Kg of the raw Chlorella zofingiensis biomass 8 3 g of Astaxanthinpigment 1 4 g of Canthaxanthin pigment 142 6 g ethanol and 333 3 g protein rich solid that is stubble for bio methane production can be obtained Keywords Biorefinery Third Generation Biofuel Astaxanthin Canthaxanthin ChlorellaZofingensis Bioathanol
استاد راهنما :
محمدهادي جزيني، كيخسرو كريمي
استاد داور :
حميد زيلويِ، اسماعيل مهريار
