پديد آورنده :
روشنا، مبينا
عنوان :
مطالعه و بررسي پالايشگاه زيستي ريزجلبك ايزوكرايسيس گالبانا
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 81ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميد زيلويي
توصيفگر ها :
ريزجلبك , پالايشگاه زيستي , بيوديزل , اسيد چرب , فوكوزانتين , دوكوزاهگزانوئيك اسيد , نورLED , Isochrysis aff . galbana
استاد داور :
محمد هادي جزيني، حميد اميري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/06/16
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/06/16
چكيده فارسي :
1 چکیده ريزجلبکها میکروارگانیسمهايی هستند که از انرژی خورشیدی مواد مغذی و دیاکسیدکربن برای تولید پروتئین کربوهیدرات چربیها و ديگر ترکیبات آلی مانندکاروتنوئیدها استفاده میکنند اين میکروارگانیسمها با قابلیت فتوسنتز در زمینههای مختلف مانند غذا و خوراک بهداشت و درمان و تولید سوخت زيستی کاربرد دارند به مجموعهای از فرآيندهای صنعتی که طی آن زيستتوده جلبک به محصوالت بیوشیمیايی سوخت مواد غذايی دارويی و محصوالت با ارزش تبديل میشود پااليشگاه زيستی گفته میشود در اين پژوهش به منظور مطالعه و بررسی پااليشگاه زيستی از ريزجلبک قهوهای Isochrysis aff galbana با قابلیت تولید درصد قابل توجهی از چربی رنگدانهی فوکوزانتین و دوکوزاهگزانوئیک اسید در حین رشد استفاده شد با بررسی دو محیط کشت غنی کانوی و 2 F محیط کشت کانوی به دلیل فوکوزانتین تولیدی بیشتر به مقدار 21 61میلیگرم فوکوزانتین برگرم وزن خشک نمونه توسط ريزجلبک به عنوان محیط کشت اصلی انتخاب شد با بررسی تاثیر غلظت نیترات بعنوان منبع نیتروژن در سه غلظت کم زياد و افزوده شده مشخص شد که کمترين مقدار فوکوزانتین تولیدی از ريزجلبک درغلظت نیتروژن کم با مقدار 97 7 میلیگرم برگرم وزن خشک نمونه و بیشترين مقدار فوکوزانتین مربوط به غلظت نیتروژن افزوده شده و نیتروژن زياد به ترتیب با مقادير 93 32 و 17 11 میلیگرم برگرم وزن خشک نمونه میباشد که نشان دهنده تاثیر قابل توجه و مهم نیتروژن بر تولید رنگدانه فوکوزانتین میباشد در بررسی پارامتر نور شرايط مختلف نوری LED قرمز آبی و مخلوط قرمز و آبی با نسبت 32 32 بررسی شدند کمترين مقدار فوکوزانتین تولیدی از ريزجلبک در نور قرمز با مقدار 77 41 میلیگرم برگرم وزن خشک نمونه و بیشترين مقدار فوکوزانتین در نورآبی و مخلوط به ترتیب با مقادير 13 91 و33 11 میلیگرم برگرم وزن خشک بدست آمد همچنین کمترين مقدار غلظت کلروفیل تولیدی از ريزجلبک در نور قرمز با 11 3 میلیگرم برگرم وزن خشک و بیشترين مقدار غلظت کلروفیل در نورآبی و مخلوط به ترتیب با مقادير 22 1 و 66 1میلیگرم برگرم وزن خشک میباشد مقدار لیپید تولید شده از ريزجلبک در نور آبی و مخلوط به ترتیب 41 12 و 3 42 درصد حاصل شد که بیشتر از نور قرمز است نور مخلوط به دلیل افزايش درصد محتوای لیپید و نیز بهره وری زيست توده ريزجلبک انتخاب شد روش کشت دو مرحلهای بمنظورافزايش میزان زيستتوده در مرحله اول و افزايش میزان محتوای لیپید در مرحله دوم طراحی و اجراشد بنابراين محیط کشت کانوی با نیتروژن زياد و شرايط نوری مخلوط به دلیل تولید بیشتر لیپید فوکوزانتین و زيست توده توسط ريزجلبک برای مرحله اول و محیط کشت با فقر نیتروژن برای مرحله دوم با هدف افزايش لیپید انتخاب شد مقدار فوکوزانتین تولیدی توسط ريزجلبک در مرحله اول و دوم کشت دومرحلهای به ترتیب 26 32 و 27 71 میلیگرم برگرم وزن خشک نمونه حاصل شد که نسبت به کشت عادی محیط کشت کانوی و نور سفید فلورسنت افزايش يافته است از طرفی مقدار فوکوزانتین در مرحله دوم کشت دو مرحله ای نسبت به مرحله اول کاهش يافته که میتوان نتیجه گرفت در شرايط فقر نیتروژن با کاهش رنگدانه فتوسنتزی مانند کلروفیل a و b افزايش مقدار کاروتنوئید تنها ناشی از کاروتنوئیدهای محافظت از نور میباشد در کشت دو مرحله ای مقدارلیپید تولیدی 26 درصد بیشتر از کشت عادی و بهرهوری زيست توده تقريبا برابر با کشت عادی و بیشتر از کشت با فقر نیتروژن حاصل شد با توجه به نتايج ارائه شده میتوان نتیجه گرفت که ريزجلبک در شرايط کشت دو مرحلهای به دلیل افزايش بهرهوری زيست توده در مرحله اول موجب تولید لیپید بیشتری با بهرهوری 122 3 گرم بر لیتر میشود بررسی ترکیب اسیدهای چرب اين ريزجلبک در کشت دومرحله ای نشان داد که مجموع کل اسیدهای چرب اشباع نسبت به کشت عادی افزايش يافت ولی مجموع کل اسیدهای چرب مونوغیراشباع و پلی غیراشباع نسبت به کشت عادی کاهش يافته است اگرچه کشت دو مرحله ای باعث کاهش مقدار دوکوزاهگزانوئیک اسید از 2 21 درصد تا 21 9 درصد نسبت به کشت عادی شد ولی نسبت امگا 3 به امگا 6 همچنان درمحدوده استانداردهای تغذيه میباشد اين نتايج نشان میدهد که اعمال کشت دو مرحلهای میزان اسیدهای چرب اشباع برای تولید بیوديزل را افزايش داده و همچنین زيستتوده باقیمانده برای خوراک آبزيان استفاده میشود کلمات کلیدی ريزجلبک پااليشگاه زيستی بیوديزل اسید چرب فوکوزانتین دوکوزاهگزانوئیک اسید نور LED Isochrysis aff galbana
چكيده انگليسي :
12 Investigating the Biorefinery of Microalgae Isochrysis aff galbana Mobina Roshana m roshana@ec iut ac ir Date of Submission Jul 2 2019 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Hamid Zilouei hzilouei@cc iut ac irAbstractMicroalgae use solar energy nutrients and carbon dioxide to produce protein carbohydrates fats and somevaluable compounds such as carotenoids These microorganisms are used in various fields such as food andfeed health and biofuels production The biological refinery is referred to a set of industrial processes in whichalga biomass is converted to biochemical fuel food pharmaceutical and valuable products In this research the potential of brown microalgae Isochrysis aff galbana in a biorefinery mode was investigated to producesignificant percentage of fat pigment fucoxanthin and docosahexaenoic acid By examining the rich culturemedia Conway and F 2 Conway medium was chosen as the main cultivation medium due to production of16 15 mg fucoxanthin g dry weight of microalgae By investigating the effect of nitrate concentration as asource of nitrogen low high and supplemental nitrate concentrations it was found that the lowest amount offucoxanthin produced was in low nitrogen concentration with 7 79 mg g dry weight and the highest amount offucoxanthin was related to supplemental and high nitrogen concentration with 20 09 and 18 88 mg grespectively that indicating the significant effect of nitrate content of cultivation medium on the production offucoxanthin To study the light parameter various optical conditions of red LED blue LED and mixed LED red and blue with a ratio of 50 50 were investigated The lowest amount of fucoxanthin produced frommicroalgae in red light with 14 77 mg g dry weight and the highest amount of fucoxanthin was obtained inblue and mixed with 19 08 and 18 30 mg g dry weight respectively The amount of lipid produced frommicroalgae in blue and mixed light was 21 41 and 24 3 respectively which are more than that producedin red light A two stage culture method was developed to increase the amount of biomass in the first stageand increase the content of lipid in the second stage Therefore the Conway culture medium with high nitrateand mixed light conditions were selected for the first stage with the goal of increasing lipids fucoxanthin andbiomass by microalgae and nitrogen deficiency culture medium was chosen for the second stage The amountof fucoxanthin produced by microalgae in the first and second stages of two stage cultivation was 20 62 and17 72 mg g respectively which was increased compared to normal culture Conway culture medium andfluorescent white light On the other hand the amount of fucoxanthin was reduced in the second stage of thetwo stage culture compared to the first stage It can be concluded that under nitrogen poor conditions byreducing the photosynthetic pigments such as chlorophyll a and b enhancement of the carotenoids is due onlyto photoprotective carotenoids In two stage cultivation the amount of produced lipid was 65 percent higherthan conventional cultivation and the biomass productivity was approximately equal to normal culture andmore than that of nitrogen deficiency culture According to the results it can be concluded that microalgae ina two stage culture due to increased biomass productivity in the first stage results in higher lipid productionwith a yield of 0 251 g l Although two step cultivation reduced the amount of docosahexaenoic acid from12 2 to 9 82 compared to normal culture the ratio of omega 3 to omega 6 still remained within the limitsof nutritional standards These results indicate that applying two step cultivation increases the amount ofsaturated fatty acids to produce biodiesel as well as the remaining biomass for aquaculture Keywords Microalgae Biorefinery Biodiesel Fatty acid Fucoxanthin Docosahexaenoic acid LED light Isochrysisaff Galbana
استاد راهنما :
حميد زيلويي
استاد داور :
محمد هادي جزيني، حميد اميري
