پديد آورنده :
سعادتي نواز، فاطمه
عنوان :
توليد استن، بوتانول و اتانول با استفاده از ضايعات پرتقال
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 88ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
توصيفگر ها :
اتانول , استن , بيوبوتانول , ضايعات پرتقال , كلستريديوم استوبوتيليكوم , مواد ليگنوسلولزي
استاد داور :
حميد زيلويي، محمّدهادي جزيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/08/22
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/08/24
چكيده فارسي :
چكيده كاهش منابع سوخت هاي فسيلي و توليد ميزان قابل توجه گازهاي گلخانهاي حاصل از مصرف اين سوختهاي فسيلي منجر به تحقيقات گستردهاي در زمينهي توليد سوخت از منابع تجديد پذير شده است پس از شناسايي باكتري كلستريديماستوبوتيليكوم در سال 6191 توسط ويزمن استفاده صنعتي از تخمير استن بوتانول اتانول آغاز شد اين فرايند در ابتدا براي توليد استن در طول جنگ جهاني اول به كار گرفته شد و دراواسط قرن بيستم به يكي از بزرگترين صنايع تخمير جهان تبديل شد در ادامه با ورود صنايع پتروشيمي به چرخه توليد مواد شيميايي از جمله بوتانول كه باعث كاهش چشمگير هزينهها شد صنعت تخمير استن بوتانول و اتانول از رقابتهاي اقتصادي كنار رفت در سالهاي اخير افزايش نگرانيها از اتمام منابع انرژي تجديدناپذير و آلودگيهاي وسيع سوختهاي شيميايي در هوا آب و خاك باعث شده است كه توليد سوختهاي زيستي از جمله حاللهاي استن بوتانول و اتانول مورد توجه دوباره قرار گيرد چالش پيش روي دانشمندان در اين زمينه كاهش هزينه هاي توليد اين حاللها و توليد به صورت اقتصادي است با توجه به نقش تعيينكننده هزينه ماده اوليه در فرايند توليد زيستي حاللهاي صنعتي استن بوتانول و اتانول استفاده از منابع زيستي ارزانقيمت غيرخوراكي به عنوان منبع كربني در چند سال اخير مورد توجه محققان قرار گرفته است استفاده از مواد ليگنوسلولزي غيرخوراكي ارزان قيمت سبب كاهش قيمت توليد اين مواد ميشود كه در سالهاي اخير مورد توجه قرار گرفته است از نكات مثبت باكتريهاي كلستريديا مصرف قندهاي پنج و شش كربنه است به همين دليل در اين مطالعه از ضايعات پرتقال به عنوان خوراك جهت توليد حاللهاي استن بوتانول و اتانول استفاده شد براي شكستن پليمرهاي قندي به قندهاي ساده قابل استفاده براي ميكروارگانيسم دو پيشفراوري آب داغ و اسيد رقيق با سولفوريك اسيد 1 وزني وزني در دماهاي 001 041و 081 درجه سانتيگراد و به مدت 03 06 و021 دقيقه به كار گرفته شد در ادامه تركيب درصد جامدات باقي مانده از پيشفراوريهاي مختلف اندازه گيري شد مقدار گلوكان زايالن ساير قندها ليگنين و خاكستر گزارش شد با افزايش دما و زمان پيشفراوري مقدار زايالن موجود در جامدات حاصل از پيشفراوري به طور قابل توجهي كاهش يافت بهطوريكه در پيشفراوري اسيدي در دما و زمان هاي 081 درجه سانتيگراد و021 دقيقه تقريبا تمام زايالن موجود در جامد پيشفراوري حذف شد جامدات باقي از پيشفراوريهاي آب داغ و اسيد رقيق سپس تحت هيدروليز آنزيمي قرار گرفت مايعات حاصل از پيشفراوري در ادامه تحت يك مرحله فرايند سمزدايي به روش آهكزني قرار گرفت در ادامه هيدروليزيت حاصل از هيدروليز آنزيمي و مايعات حاصل از پيشفراوري در دو حالت سم زدايي شده و سمزدايي نشده تحت فرايند تخمير توسط باكتري كلستريديوماستوبوتيليكوم به استن بوتانول و اتانول تبديل شد با استفاده از هيدروليز آنزيمي بيشترين ميزان قند توليدي به ترتيب 6 52 و 2 13 گرم بر ليتر براي پيشفراوري آب داغ در دماي 041 درجه سانتيگراد و مدت زمان 021 دقيقه و اسيد رقيق در دماي 041 درجه سانتيگراد و زمان 06 دقيقه به دست آمد ميزان حالل توليدي حاصل از تخمير براي سوبستراي خام برابر با 7 24 گرم حالل به ازاي هر كيلوگرم سوبسترا ب ه دست آمد بر اساس نتايج به دست آمده در بهترين حالت به ازاي هر كيلوگرم ضايعات پرتقال خام در مجموع 7 87 و 5 59 گرم حالل براي پيشفراوري آب داغ و اسيد رقيق به دست آمد در با توجه به موارد ذكر شده به نظر ميرسد كه از ضايعات پرتقال ميتوان به عنوان يك سوبستراي مناسب جهت توليد بيوبوتانول استفاده كرد چرا كه مقدار مواد بازدارنده اين سوبسترا ناچيز بوده و بازده توليد بوتانول خوبي داشت از طرفي ارزان و در دسترس بودن اين ضايعات به عنوان يك نكته مهم براي توليد سوخت زيستي به حساب ميآيد واژگان كليدي اتانول استن بيوبوتانول ضايعات پرتقال كلستريديوماستوبوتيليكوم مواد ليگنوسلولزي
چكيده انگليسي :
Production of Acetone Butanol and Ethanol from orange waste Fateme Saadatinavaz f saadatinavaz@ce iut ac ir Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Keikhosro Karimi karimi@cc iut ac irAbstractIn recent years the concerns about non renewable resources depletion and environmentalconcerns resulting from fossil fuels overconsumption have led the researcher s interest inproducing biofuels from inexpensive renewable sustainable resources e g lignocellulosicwastes In this study orange waste was used as a feedstock for acetone butanol and ethanol ABE production Two different pretreatments i e hot water and dilute acid 1 w w were performed before hydrolysis The solid phases were then enzymatically hydrolyzed while liquid phases were detoxified by overliming The untreated substrate s total sugarsamount and glucose yield was 14 5 g L and 254 0 g glucose per each Kg of untreatedsubstrate after the enzymatic hydrolysis In this regard the highest produced sugars afterenzymatic hydrolysis was 25 6 and 31 2 g L for hot water 140 for 120 min and diluteacid 140 for 60 min pretreatments respectively Furthermore the hydrolysate enzymatic hydrolysis of solid phase liquid phase and detoxified liquids were fermentedto ABE by Clostridium acetobutylicum The produced ABE from the untreated substrate was42 7 g per Kg substrate Accordingly the highest produced ABE per Kg of orange wastewas 78 7 and 95 5 g for hot water and dilute acid pretreated substrate respectively It isnoteworthy that the harsh conditions of pretreatment i e high temperature and duration caused a considerable reduction in hydrolysis yield and ABE production According to theresults orange waste could be suggested as a suitable feedstock for biobutanol production Keywords Acetone Biobutanol Clostridium acetobutylicum Ethanol Orange waste
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد داور :
حميد زيلويي، محمّدهادي جزيني
