پديد آورنده :
حسيني دولت آبادي، زهرا سادات
عنوان :
توليد سوكسينيك اسيد از هيدروليزيت باگاس نيشكر و در راكتور بستر سيالي با باكتري اكتينوباسيلوس سوكسينوژنز
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 115ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
سوكسينيك اسيد , باگاس نيشكر , كشت پيوسته , كشت ناپيوسته , اكتينوباسيلوس سوكسينوژنز , راكتور بستر سيالي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/08/08
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/08/08
چكيده فارسي :
در اين پژوهش از باگاس نيشكر جهت توليد سوكسينيك اسيد استفاده شد. توليد اسيد به روش زيستي هيچ ماده سمي و خطرناك توليد نمي¬كند. همچنين، بيوسوكسينيك اسيد محصولي ايده¬آل براي مصارف دارويي و غذايي است. از پيش¬فرآوري¬هاي مختلف سود در غلظت 4% و 2% در دماهاي 90 و 140 درجه سانتي گراد، حلال آلي در دماي 170 و 150 درجه سانتي گراد، حلال آلي در حضور كاتاليست سود و سولفوريك اسيد، آب داغ فشار بالا و پيش¬فرآوري¬هاي دو مرحله¬اي سود با حلال آلي و سود با آب داغ فشار بالا روي باگاس نيشكر جهت حذف ساختار ليگنين و افزايش دسترس پذيري اجزاي سلولز و همي¬سلولز استفاده شد. سپس از آنزيم HTec و CTec براي بدست آوردن قندهاي موجود در ساختار سلولز و همي¬سلولز استفاده شد. بالاترين بازده قند توليدي 74% وزني-وزني مربوط به پيش¬فرآوري با سود 2% در دماي 140 درجه سانتي گراد بود. بالاترين غلظت توليد اسيد g/L 5/56 مربوط به هيدروليزات پيش¬فرآوري با سود 4% دماي 90 درجه سانتي گراد در معرض هوا است. از اين روش پيش-فرآوري بيش¬ترين بازده توليد سوكسينسك اسيد 56/0 (گرم سوكسينيك اسيد/ گرم باگاس) حاصل شد. با وجودي كه قند استخراج شده از روش سود 2% دماي 140 درجه سانتي گراد بيش¬تر از سود4% دماي 90 درجه بود، حذف ليگنين و توليد اسيد در اين روش كم¬تر شد. در مجموع نتايج نشان داد همه پيش¬فرآوري¬ها در استخراج قند قابل مصرف براي باكتري موثر هستند. غلضت-هاي مختلف قند زايلوز 10%، 30% و 50% وزني-وزني جهت بررسي اثر اين قند بر توليد اسيد مطالعه شد. درصورت استفاده از 10% وزني زايلوز در محيط كشت بازده توليد اسيد 53% كاهش يافت. حضور زايلوز صرف نظر از غلظت آن به شدت متابوليسم سلولي و توليد اسيد را كاهش ¬داد. به منظور بررسي غلظت بهينه منبع نيتروژني غلظت¬هاي g/L 3، g/L 9 و g/L 15 عصاره مخمر انتخاب شد. بيش¬ترين بازده توليد اسيد مربوط به غلظت عصاره مخمر g/L 9 معادل 77/0 (g succinic acid/g glucose) شد. غلظت¬هاي مختلف گلوكز g/L 20، g/L40، g/L 70، g/L 90 و g/L 120 در اين پژوهش بررسي شد. نتايج نشان داد با افزايش غلظت گلوكز از g/L 20 تا g/L 90 توليد محصول با افزايش غلظت اوليه گلوكز افزايش يافت اما غلظت توليد محصول با رسيدن غلظت گلوكز به g/L 120 كاهش يافت. بيش¬ترين بازده توليد اسيد در منابع قندي مختلف مربوط به غلظت قند g/L 20 معادل 78/0 (g succinic acid/g glucose) بود. به دنبال شرايط بهينه بدست آمده از آناليز غلظت¬هاي مختلف منابع براي راه اندازي راكتور آكنه¬دار پيوسته استفاده شد. نرخ¬هاي رقيق سازي بينh-1 033/0و h-1 18/0 بررسي شدند. بيش¬ترين محصول¬دهي مربوط به غلظت گلوكز g/L 40 معادل g/L. h 2/1 در نرخ رقيق¬سازي h-1 18/0 بدست آمد. به طور كلي استفاده از راكتور آكنه¬دار محصول¬دهي و بازدهي بالاتري نسبت به فرايندهاي ناپيوسته داشت.
چكيده انگليسي :
In this research sugarcane bagasse was utilized in order to produce bio-succinic acid. Manufacture of bio-succinic acid is ideal for pharmaceutical and food industry. Different pretreatment methods including 2% and 4% Alkali-based pretreatment at 90 and 140°C, organosolv pretreatment at 150 and 170°C, organosolv pretreatment with NaOH and sulfuric acid catalyst, liquid hot water, two-step alkali-based pretreatment with liquid hot water, and two-step alkali-based pretreatment with organosolv was applied in order to destroy lignin and increase accessibility of cellulase to cellulose and hemi-cellulose. Then enzymic hydrolysis was employed in order to extract sugars from cellulose and hemicellulose. Highest yield of sugar production 0.74 (wt.) relates to pretreatment of 2% NaOH at 140°C. Extracted sugars are sustainable sources for respiration of Actinobacillus succinogenes 130Z. Highest Concentration of acid production is 56.5 g/L and relates to hydrolysates obtained from pretreatment with 4% NaOH at 90°C in batch mode. Highest yield of 0.56 (g SA/g Sugar) was gained by prementioned method. Different xylose concentration of 10%, 30% and 50% (wt.%) was applied in order to investigate its inhibition effect on acid production. When 10% (wt.%) of xylose was added to the fermentation medium, yield of succinic acid production was declined 53%. In order to obtain optimal conditions different concentrations of yeast extract 3 g/L, 9g/L and 15g/L was used. The highest yield of succinic acid production by different concentrations of nitrogen source was attributed to 9 g/L yeast extract equal to 0.77 (g succinic acid/g glucose). Different concentrations of glucose 20g/L, 40 g/L, 70g/L, 90g/L, and 120 g/L was inquired in this research for the purpose of investigating its inhibition effect on bacteria growth and activity. Results indicated by increment of glucose concentration from 20 g/L to 90 g/L acid production increased. However, when the glucose concentration reached to 120 g/L concentration of acid was reduced. The highest yield of acid production 0.78(g succinic acid/g sugar) was got from 20 g/L glucose. According to optimal conditions from batch mode, continuous fermentation was done in a packed be reactor. Dilution rates between 0.033 h-1 and 0.18 h-1 were studied. The highest productivity 1.2 g/L. h was related to glucose concentration of 40 g/L and dilution rate of 0.18 h-1. In general use of packed bed reactor increased yield and productivity of bio-succinic acid production in comparison to batch mode.
استاد راهنما :
حميد زيلوئي
استاد داور :
محمد هادي جزيني , هاجر شكرچي زاده
