Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Nasresfahany,Keikhosro Karimi
محسن نصراصفهانی (استاد مشاور) کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Saber Bay
محمدصابر بای

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Effect of Alkaline Pretreatment on Lignocellulosic Materials Properties Affecting Enzymatic Hydrolysis
By growing the population over the world and the industrialization of countries, the energy demand has been increased. At the same time, shortage and depletion of oil resources, has increased attentions towards biofuel production as a clean and renewable energy resources. Lignocellulosic materials are one of the renewable and cheap sources which are abundantly available. In this study, after physical treatments, alkaline pretreatment were performed with 8% (w/v) NaOH and 0.5 molar Sodium carbonate. This means that some of the substrate were treated with 8% (w/v) NaOH at three different temperatures (0, 25 and 93 °C) for 2 h on pine and poplar woods and rice straw. The rest were treated with 0.5 molar Sodium carbonate at three different temperatures (0, 25 and 93 °C) for 3 h on pine and poplar woods and rice straw. Alkaline pretreatment by increasing hydrolytic enzymes accessible surface area and decreasing the cellulose crystallinity, degree of acetylation of hemicelluloses, and delignification, can modify the structure of lignocellulosic materials. To study the effect of the pretreatment, enzymatic adsorption-desorption was conducted on the untreated and pretreated samples at 4 °C for 2 h. Also enzymatic hydrolysis was performed on these samples at 45 °C for 72 h. with 20 FPU cellulose. In this step used 20 FPU cellulose per grams of substrates. XRD analysis of samples showed amount of structural uniformity and crystallinity. SE test and BET analysis was done for examine pores of samples that represent alkaline pretreatment positive effect at 93 °C on pore formation and increase surface area. Although no logical relation obtained from BET and XRD analysis. For both kinds of wood and rice straw, maximum water swelling in water adsorption capacity was observed for the pretreated samples at 0 °C. As well as alkaline pretreatment had been a significant effect on resistance to buffering capacity of pine and poplar woods and rice straw. The enzymatic hydrolysis results show that Most sugar release have been for pretreated pine and poplar woods and rice straw at 93 °C were values of 4.29, 9.19 and 54.38 mg per ml, respectively. Maximum inaccessible water conducted to pretreated samples at 93 °C. In most cases amount of lignin in pretreated samples at 93 °C is minimum. The greatest amount of enzyme desorption is related to the rice straw pretreated at 93 °C. In this study, the best model for enzyme adsorption onto the substrate was Langmuir.
نظر به افزایش جمعیت جهان و صنعتی شدن کشورها، مصرف انرژی روز به روز در حال افزایش است. از آنجایی که منابع در دسترس فسیلی در حال کاهش و آلودگی هوای کره زمین به علت استفاده از آنها رو به افزایش میباشد، اهمیت تولید سوختهای زیستی به عنوان سوختی جایگزین، تجدید پذیر و پاک افزایش یافته است. مواد لیگنوسلولزی از منابع پایان ناپذیر و ارزان برای تولید این سوختها هستند که به مقدار زیاد در دسترس میباشند. در این تحقیق به منظور بهبود بازده هیدرولیز پس از پیشفرآوری فیزیکی، پیشفرآوری قلیایی با سود 8 %)وزنی- حجم( و با سدیم کربنات نیم مولار انجام شد. به این صورت که تعدادی از نمونهها با سود 8 %(وزنی-حجم) در سه دمای مختلف (صفر، 25 و 93 درجه سانتیگراد) و به مدت 2 ساعت بر روی چوبهای کاج، صنوبر و کاه برنج پیشفرآوری شدند. تعدادی دیگر از نمونه ها با سدیم کربنات نیم مولار در سه دمای مختلف (صفر، 25 و 93 درجه سانتیگراد) و به مدت 3 ساعت بر روی چوبهای کاج، صنوبر و کاه برنج پیشفرآوری شدند. پیشفرآوری قلیایی با افزایش سطح تماس، کاهش درجه بلورینگی سلولز و نیز استیلی همیسلولز و لیگنین زدایی، ساختار مواد لیگنوسلولزی را اصلاح میکند. برای بررسی تأثیر پیشفرآوری، آزمایش دفع و جذب آنزیمی برای نمونههای پیشفرآوری شده و نشده به مدت 2 ساعت در دمای 4 درجه سانتیگراد انجام شد. همچنین هیدرولیز آنزیمی این نمونهها به مدت 72 ساعت و در دمای 45 درجه سانتیگراد صورت گرفت. در این مرحله از FPU 21 مخلوط آنزیمی سلولاز به ازای هر گرم سوبسترا استفاده شد. آنالیز XRD نمونهها نشان دهندهی میزان بلورینگی بود. آزمایش حل دفع شونده و آنالیز BET برای بررسی حفرات هر نمونه انجام گرفت که بیانگر اثر مثبت پیشفرآوری قلیایی در دمای 93 درجه بر تشکیل حفره و افزایش سطح تماس میباشد. البته روند منطقی وکلی برای نمونهها در آنالیز BET و XRD یافت نشد. برای تمامی نمونهها، بیشترین میزان جذب آب در آزمایش جذب آب، در نمونههای پیشفرآوری شده در دمای صفر درجه سانتیگراد گزارش شده است. همچنین پیشفرآوری قلیایی تأثیر بسزایی در افزایش مقاومت نمونههای چوب کاج، صنوبر و کاه برنج در برابر کاهش pH داشته است. بیشینه میزان آب غیر دردسترس نیز مربوط به نمونههای پیشفرآوری شده در دمای 93 درجه سانتیگراد است. در اکثر موارد هم میزان لیگنین موجود برای نمونههای پیشفرآوری شده دردمای 93 درجه سانتیگراد کمینه میباشد. بیشترین میزان دفع آنزیم مربوط به نمونههای پیشفرآوری شده در کاه برنج است. بهترین مدل پیشنهاد شده برای جذب آنزیم بر روی سوبسترا در این پژوهش، مدل لانگ مایر بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی