پديد آورنده :
نوذري، بهزاد
عنوان :
توسعه پالايشگاه زيستي بر پايه گياه سورگوم شيرين
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
پانزده، 115ص.: مصور
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
توصيفگر ها :
بيوگاز , اتانول , پيش فرآوري حلال آلي , هيدروليز آنزيمي
استاد داور :
حميد زيلويي، نوراله ميرغفاري
تاريخ ورود اطلاعات :
1394/12/10
چكيده فارسي :
1 چكيده در اين پژوهش با استفاده از پيشفرآوري حالل آلي بهبود تبديل زيستي گياه انرژيزاي سورگوم شيرين مورد مطالعه قرار گرفت بهمنظور بهبود تبديل زيستي از الكلهاي ايزوپروپانول و اتانول بهعنوان حالل آلي استفاده شد ابتدا بهترين شرايط عملياتي پيشفرآوري براي ايزوپروپانول بهعنوان حالل مورد بررسي قرار گرفت بدين منظور پيشفرآوريها در بازه دمايي 021 تا 061 درجه سانتي گراد بهمدت 03 54 و 06 دقيقه با و بدون كاتاليزور اسيدي اسيد سولفوريك 1 اجرا شد سپس حالل از مايع بعد از پيشفرآوري بهوسيله عمليات تبخير جدا شد و جامد باقي مانده شستوشو داده شد از مايع باقي مانده بيوگاز گرفته شده و جامد نيز براي عمليات هيدروليز آنزيمي و توليد اتانول به كار برده شد بيشترين ميزان متان توليدي از مايع پيشفرآوري حاصل شد كه در دماي 041 درجه سانتيگراد بدون كاتاليزور اسيدي به مدت نيم ساعت پيشفرآوري شده بود و مقدار نهايي7 562 ميليليتر متان به ازاي گرم جامد فرار توليد شد همچنين از جامد باقي مانده از پيشفرآوري كه در دماي 041درجه سانتيگراد با 1 كاتاليزور اسيد سولفوريك بهمدت 03 دقيقه پيشفرآوري شد8 01 گرم بر ليتر اتانول توليد شد بعد از شناسايي شرايط بهينه پيشفرآوري براي حالل آلي ايزوپراپانول 05 درصد حجمي نسبت مناسب آب به الكل در محلول از طريق هيدروليز آنزيمي مشخص شد نسبت الكل به آب بين 05 تا 09 حجمي الكل در محلول انتخاب شد كه بهترين نتيجه با الكل 08 حجمي حاصل شد سپس غلظت اتانول و ايزوپروپانول بهصورت متغير قرار گرفت و درنتيجه در بهترين شرايط 2 172 ميليليتر متان به ازاي گرم جامد فرار متناظر با 8 88 مقدار توليد تئوري براي پيشفرآوري انجام شده در غلظت 02 ايزوپروپانول و 06 اتانول در دماي 041 درجه سانتيگراد بدون اسيد به مدت 06 دقيقه بدست آمد از جامد باقي مانده 3 31 گرم بر ليتر با بازده 7 98 اتانول حاصل شد كه شرايط پيشفرآوري كه منجر به اين مقدار توليد شد شامل پيشفرآوري با 02 ايزوپروپانول و 06 اتانول در دماي 041درجه سانتيگراد با 1 اسيد سولفوريك بهعنوان كاتاليزور فرآيند و بهمدت 03 دقيقه زمان ماند بود بهترين نتيجه براي پيشفرآوري با الكل تركيبي در بيوگاز با افزايش 1 201 و 5 821 در مقايسه با به ترتيب ايزوپروپانول 05 و اتانول 05 حاصل شد اتانول توليدي از پيشفرآوري بهينه افزايش 082 031 و 811 نسبت به جامد پيشفرآوري نشده و نمونه هاي شاهد پيشفرآوري شده توسط ايزوپروپانول 05 و اتانول 05 از خود نشان داد به عالوه ميزان جذب و دفع آنزيم روي سوبسترا در پيشفرآوري بهينه نسبت به نمونههاي شاهد بررسي شد كه نمونه پيشفرآوري شده توسط حالل آلي بهبود يافته تركيبي مقدار جذب پروتئين 3 361 ميليگرم بهازاي گرم سوبسترا از خود نشان داد و همچنين درصد ميانگين دفع آنزيمي براي نمونه بهينه 8 88 بود كه نشان دهنده اين مهم بودند كه پيشفرآوري حالل آلي تركيبي از دو الكل تاثير بر جذب و دفع آنزيمي نسبت به نمونههاي شاهد داشته است آناليز FTIR نشان داد كه پيشفرآوري بهبود يافته در دماهاي باالتر ميزان ليگنين و زايالن بيشتري را در خود حل كرده و ميزان بلورينگي سلولز را كاهش ميدهد واژگان كليدي بيوگاز اتانول سورگوم شيرين پيشفرآوري حالل آلي هيدروليز آنزيمي
چكيده انگليسي :
114 Abstract Improving sweet sorghum s bioconversion to biogas and bioethanol as an energycrop by an enhanced organosolv pretreatment was investigated The pretreatmentconducted using ethanol and isopropanol as organic solvents First the best pretreatmentcondition for isopropanol was investigated This pretreatment were conducted at 120 160 for 30 45 and 60 minutes with and without sulfuric acid as catalyst Afterwards thesolvent was evaporated from the liquor and the remaining solid were washed to remove theremaining solvent The liquid was then subjected to anaerobic digestion and the solid wasdried for enzymatic hydrolysis and eventually bioethanol production The greatest methaneproduction was achieved from the liquor that was pretreated at 140 without catalyst for30 min resulting in 265 7 4 The best result of ethanol production 10 78 g l was achieved from the solid of the pretreatment at 140 with 1 sulfuric for 30 min After recognizing the optimum pretreatment conditions suitable proportion of water toalcohol was recognize through the enzymatic hydrolysis The best results were achieved by80 alcohol and 20 water Then the concentration of ethanol and isopropanol werechanged and the best result was 271 24 4 corresponding to 88 6 of thetheoretical yield from the liquid which was pretreated with 20 isopropanol and 60 ethanol at 140 without acid for 60 min From remained solid 12 3 g l ethanol productionwas achieved using the pretreatment with 20 isopropanol and 60 ethanol at 140 with1 acid for 30 min The best result for enhanced organosolv pretreatment showed 102 1 and 128 5 increase in biogas production from the sample pretreated by 50 isopropanoland 50 ethanol 50 respectively Ethanol production of the pretreated solid showed260 120 and 104 improvement comparing to the untreated and 50 isopropanol and50 ethanol pretreated substrate respectively In addition the adsorption and desorptionof enzymes were calculated as 163 3 mg g substrate adsorbed protein and 88 8 respectively The compositional and FTIR analyses showed that the organosolvpretreatment at elevated temperatures significantly reduced the lignin and xylan contents aswell as the cellulose crystallinity Keywords Biogas Ethanol Sweet sorghum Organosolv pretreatment Enzymatic hydrolysis
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد داور :
حميد زيلويي، نوراله ميرغفاري
