عنوان :
بهبود توليد اتانول و بيوگاز از چوب درخت كاج و استفاده از پيش فرآوري قليايي و اسيدي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
چهارده، 106ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي، اكرم زماني
استاد مشاور :
مرضيه شفيعي
تاريخ نمايه سازي :
8/2/94
استاد داور :
محمد هادي جزيني، پوراندخت گلكار
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/26
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده امروزه با افزايش مصرف سوخت و با توجه به محدود بودن سوختهاي فسيلي و تجديد ناپذير و ايجاد مشكالت زيستمحيطي ناشي از آنها تقاضا براي سوختهاي تجديد پذير و پاك مانند بيوگاز و اتانول افزايشيافته است با توجه به در دسترس بودن و فراواني مواد خام ليگنوسلولزي و قيمت پايين آنها استفاده از اين مواد ميتواند مشكالت توليد بيوگاز و اتانول را تا حدودي برطرف و آن را اقتصادي كند و همچنين به كاهش آلودگيهاي محيطزيست كمك نمايد در اين پژوهش از چوب درخت كاج بهعنوان يك ماده ليگنوسلولزي براي توليد اتانول و بيوگاز استفاده شد براي بهبود راندمان پيشفرآوري قليايي و اسيدي توسط هيدروكسيد سديم و اسيدسولفوريك به كار گرفته شد بعد از پيشفرآوري قسمت جامد آن براي توليد اتانول تحت هيدروليز آنزيمي و تخمير جداگانه قرار گرفت همچنين محلول قندي بهدستآمده از پيشفرآوري ها براي توليد بيوگاز استفاده شد پيشفرآوري ها در دماهاي 119 149 و 129 درجه سانتيگراد و با غلظتهاي صفر 9 و 2 درصد وزني حجمي هيدروكسيد سديم و همچنين صفر 52 1 5 1 درصد وزني وزني اسيد سولفوريك انجام شد زمان پيشفرآوري قليايي 9 2 و 5 ساعت و مدتزمان پيشفرآوري اسيدي 5 19 و 13 دقيقه بود پيشفرآوري ها در رآكتور تحتفشار انجام گرفت محلول قندي حاصل از پيشفرآوري بعد از سمزدايي و خنثيسازي براي تجزيه بيهوازي و توليد بيوگاز مورداستفاده قرار گرفت نمونههاي پيشفرآوري شده و نشده جامد بهمنظور تعيين ميزان گلوكز توليدي به مدت 27 ساعت در دماي 54 درجه سانتيگراد توسط آنزيمهاي سلوالز و بتا گلوكسيداز هيدروليز شدند بهترين نمونهها ازنظر ميزان توليد قند و توليد بيوگاز در آزمايشهاي جداگانهاي مورد هيدروليز آنزيمي و تخمير جداگانه توسط مخمر ساكارومايسيس سرويسيه در دماي 23 درجه سانتيگراد بهمنظور توليد اتانول قرار گرفتند بهترين نمونه در توليد قند نمونهي پيشفرآوري شده توسط هيدروكسيد سديم با غلظت 2 درصد در دماي 129 درجه سانتيگراد بود بيشترين ميزان بازده هيدروليز آنزيمي براي اين حالت 27 درصد به دست آمد درحاليكه براي چوب پيشفرآوري نشده اين مقدار برابر با 1 7 درصد بود بهترين نتايج حاصل از تخمير مربوط به همين پيشفرآوري بود كه توليد اتانول حدود 79 گرم در ليتر و بازده آن 5 22 درصد به دست آمد بيشترين ميزان بيوگاز توليدي 572 ميليليتر به ازاي هر گرم جامد فرار مربوط به پيشفرآوري شده توسط اسيدسولفوريك با غلظت 5 1 درصد در دماي 149 درجه سانتيگراد و به مدتزمان 5 دقيقه بود با انجام آناليز كربوهيدراتها و ليگنين به روش NREL و تعيين اجزاي تشكيلدهنده مواد ليگنوسلولزي مشخص شد كه در هردوي پيش فرآوريها حذف 119 درصدي همي سلولز به وقوع پيوسته درحاليكه ليگنين قابلتوجهي از نمونهها جدا نشده است واژگان كليدي بيوگاز اتانول چوب كاج پيشفرآوري قليايي پيشفرآوري اسيدي
چكيده انگليسي :
917 Improvement Of Ethanol And Biogas Production From Pinewood By Alkali And Acid Pretreatment Ali Safari Ali Safari@ce iut ac ir 14 January 2015 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Keikhosro Karimi karimi@cc iut ac ir Akram Zamani zamani akram@cc iut ac irAbstractRecently with increasing of fuel consumption and due to the limitation of fossil fuels and their environmentalproblems demand for renewable clean fuels such as biogas and ethanol is increased Due to the availability andabundance of lignocellulosic materials and their low price use of these materials can solve the problems ofbiogas and ethanol production Furthermore using the renewable fuels contribute to reducing environmentalpollutions In this study pinewood as a lignocellulosic material was used for the production of ethanol andbiogas To improve the biofuel efficiency alkali and acid pretreatment using sodium hydroxide and sulfuric acidwere evaluated After the pretreatment solid part was used for ethanol production via a separate hydrolysis andfermentation Moreover the sugar solution obtained from the pretreatment was subjected to biogas productionvia a anaerobic digestion The pretreatments were performed with 0 1 and 2 w v NaOH solution as well as 0 0 25 and 0 5 w w H2SO4 solution at 100 140 and 180 C Alkali pretreatment was conducted for 1 2 and 5h while acid pretreatment was performed for 5 10 and 30 min The pretreatments were carried out in a highpressure reactor The sugar solution obtained from the pretreatment was detoxified and neutralized and thenused in anaerobic digestion for biogas production The pretreated and untreated pine were hydrolysed to glucoseusing cellulase and glucosidase at 45 C for 72 h The best pretreated samples in terms of biogas productionand sugar production in hydrolysis was used for ethanol production by separate hydrolysis and fermentationusing Saccharomyces cerevisiae at 32 C The highest suger production yield was obtained by pretreatment with2 NaOH at 180 C resulted in a yield of 78 while for untreated pine it was only 7 9 The best results fromthe fermentation was 17 g L with ethanol yield of 86 5 The best yield of methane production was achieved bythe treatment with 0 5 H2SO4 at 140 C for 5 min resulted in a methane yield of 275 ml gr VS Thecompositional analysis showed complete removal of hemicellulose has occurred by the pretreatment while ligninwas not significantly separated from the samples KeywordsBiogas ethanol pinewood alkali pretreatment acid pretreatment
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي، اكرم زماني
استاد مشاور :
مرضيه شفيعي
استاد داور :
محمد هادي جزيني، پوراندخت گلكار
