Skip to main content
SUPERVISOR
Keikhosro Karimi
کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Simin Shokrollahi
سیمین شکراللهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Biorefinery Development Based on Date Palm Plant Wastes
The increasing demand for energy in the world and reduction of oil resources as well as environmental pollution have attracted attention to the development of alternative sustainable energy sources. Biofuels production from lignocellulosic materials have a high potential for use as renewable resources. In this regard, the construction of biorefineries with the capability of converting lignocellulosic biomass to energy and high value-added materials seems to be a good solution. In this research, the possibility of developing a biorefinery based on date palm wastes was investigated. For this purpose, date and lignocellulosic date palm wastes, including trunk, seed, pedicel, leaf, and leaf sheath were first subjected to phosphoric acid, organic solvent, and hot water pretreatment. The effect of each pretreatment was then evaluated on hydrolysis, fermentation, and biogas production. Phosphoric acid pretreatment was carried out at the temperature of 50 for 45 min and organosolv and hot water pretreatments were performed at 180 for 60 min. In order to determine the amount of released sugar, both untreated and pretreated samples were hydrolyzed using 15 FPU/g Cellic Ctec2 commercial enzyme. Biogas production results showed that for trunk and pedicel, organosolv pretreatment in the presence of sulfuric acid as a catalyst was the most effective treatment and produced 63.9 and 82.2 ml methane/g VS, respectively, after 40 days of anaerobic digestion. The best pretreatment for leaf and leaf sheath in biogas production was phosphoric acid pretreatment and produced 100.5 and 114.1 ml methane/g VS, respectively. However, the methane yield from seed and date was not improved by the pretreatments. In enzymatic hydrolysis for leaf and seed, phosphoric acid pretreatment resulted in the maximum fermentable sugars production of 14.4 and 6.6 g/L, respectively. For trunk, organosolv pretreatment was the most effective and produced 14.7 g/L glucose. For leaf sheath and pedicel organosolv pretreatment with catalyst was the best and produced 34/0 and 12.8 g/L glucose, respectively. For date hydrolysis, none of the pretreatments were effective. Results of F showed that all pretreatments were effective in the production of ethanol for trunk, leaf sheath, pedicels, leaf, and seed, and the highest ethanol yields were 33.7, 57.0, 30.0, 53.3, and 70.6%, respectively, while pretreatments in the production of ethanol from date were not successful and the highest ethanol concentration was related to untreated sample.
تقاضای روز افزون برای انرژی در جهان و کاهش منابع نفتی از یک سو و آلودگی های زیست محیطی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی از سوی دیگر، باعث توجه به توسعه ی منابع انرژی جایگزین شده است. سوخت های زیستی مبتنی بر ترکیبات لیگنوسلولزی ظرفیت امیدوارکننده ای برای استفاده به عنوان منابعی تجدیدپذیر را دارا می باشند. در این راستا احداث پالایشگاه های زیستی با قابلیت تبدیل زیست توده ی لیگنوسلولزی به انرژی و محصولات با ارزش افزوده ی بالا، راهکار مناسبی به نظر می رسد. در این پژوهش امکان توسعه ی یک پالایشگاه زیستی بر مبنای ضایعات خرما مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور خرما و ضایعات لیگنوسلولزی درخت نخل شامل چوب تنه، هسته، لیف، برگ و غلاف برگ ابتدا تحت پیش فراوری با اسید فسفریک، حلال آلی و آب داغ قرار گرفتند و سپس تاثیر پیش فراوری های مختلف بر هیدرولیز آنزیمی و تخمیر بررسی شد. پیش فراوری با اسید فسفریک در دمای 50 درجه ی سانتی گراد و مدت 45 دقیقه و پیش فراوری با حلال آلی و آب داغ در دمای 180 درجه ی سانتی گراد و مدت 60 دقیقه انجام شد. هیدرولیز آنزیمی نیز با آنزیم Cellic CTec با فعالیت FPU/ml95 و با غلظت FPU/g15 انجام شد. نتایج حاصل از تولید بیوگاز نشان داد برای سوبستراهای چوب تنه و لیف، پیش فراوری با حلال آلی و در حضور کاتالیست اسید سولفوریک، موثرترین نوع پیش فراوری بود و به ترتیب باعث تولید 9/63 و 2/82 میلی لیتر متان به ازای گرم جامدات فرار پس از 40 روز فرایند هضم بی هوازی شد. موثرترین پیش فراوری برای برگ و غلاف برگ برای تولید بیوگاز، پیش فراوری با اسید فسفریک بود و به ترتیب 5/100 و 1/114 میلی لیتر متان به ازای گرم جامدات فرار تولید کرد. برای سوبستراهای هسته و لرد پیش فراوری ها موثر عمل نکردند و بیش ترین متان تولیدی مربوط به نمونه ی خام بود. در هیدرولیز آنزیمی برای سوبستراهای برگ و هسته پیش فراوری با اسید فسفریک موثرترین پیش فراوری بود و به ترتیب منجر به تولید 4/14، 6/6 گرم بر لیتر قند قابل تخمیر شد. در هیدرولیز آنزیمی سوبسترای تنه، پیش فراوری با حلال آلی، بهترین پیش فراوری بود و 7/14 گرم بر لیتر گلوکز تولید کرد. در هیدرولیز آنزیمی غلاف برگ و لیف، پیش فراوری با اتانول در حضور اسید با تولید 34 و 8/12 گرم بر لیتر گلوکز، بهترین عملکرد را داشتند. برای هیدرولیز لرد خرما هیچ کدام از پیش فراوری ها موثر نبودند. نتایج حاصل از هیدرولیز و تخمیر هم زمان نشان داد برای سوبسترای لرد هیچ یک از پیش فراوری ها موثر نبودند و بیش ترین اتانول تولید شده با مقدار 8/17 گرم بر لیتر مربوط به نمونه ی خام بود. برای بقیه ی سوبستراها تمام پیش فراوری ها در بهبود بازده اتانول موثر عمل کردند و برای تنه، غلاف برگ، لیف، برگ و هسته به ترتیب بیش ترین بازده تولید اتانول 7/33، 0/57، 0/30، 3/53، 6/70 و درصد به دست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی