Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammadhadi Jazini dorcheh,Keikhosro Karimi
محمد هادی جزینی (استاد مشاور) کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Frydouni
احسان فریدونی ده خیرسفلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Xanthan gum is one of the most important commercial bio-polymers that are used in many industries due to its rheological properties. The gum generally is produced by the Xanthomonas Campestris bacterium. Using an inexpensive substrate to reduce production costs has been considered always in xanthan production process. In recent years due to an increase in environmental pollution whole attitudes are gone toward renewable energy. As appropriate structure of lignocellulosic biomasses, they are one of the most important resources to secure substrate for use in the renewable energy sector. Components of lignocellulosic materials include cellulose, lignin, and hemicellulose. Lignocellulosic materials exist in agricultural wastes, forests and meadows. Large quantities of these materials are burned annually. Rice straw as a lignocellulosic material due to high silica contents is not useable and can’t use as livestock feed therefore is burned by farmers and causes environmental pollution. On the other hand, the most important nutrient in the production of xanthan gum by Xanthomonas campestris microorganism is glucose that is supplied by sucrose and inverted sugar. Therefore, if the cellulose in rice straw is separated and converted to glucose, the primary costs of substrate will reduce dramatically and will prevent the increase of environmental pollution. In this study rice straw was used as an abundant and inexpensive substrate in the microbial production of xanthan gum. Initially the rice straw was pretreated by 8% NaOH at temperatures of 0 and 100 °C and at 0, 30, 60, 90, 120 and 150 minutes. In another part of the project pretreatment was performed by sodium carbonate at temperatures of 120, 150 and 180 °C and at concentrations of 0.25, 0.5 and 1 M. In the following the pretreated straw was hydrolyzed by cellulose and Beta Glucosidase enzymes with enzymatic activity of 45 FPU/ml and 147 IU/ml respectively. The amount of released glucose was measured by glucose kit. The maximum amount of released glucose in enzymatic hydrolysis by 8% NaOH pretreatment at 100 °C and 120 minutes and by sodium carbonate pretreatment at 180 °C and 0.5 M sodium carbonate were obtained 36.6 and 33.4 grams per liter, respectively.The biomass growth and production of xanthan charts were analyzed in order to produce xanthan. The results showed xanthan production yield from glucose was 47.5%.The maximum amount of xanthan were derived by 8% NaOH pretreatment equaled to 13.2 grams per liter at 100 °C and 120 minutes and by 0.5M sodium carbonate pretreatment equaled to 12 grams per liter at 180 °C. Key words: Pretreatment, Xanthomonas Campestris, xanthan gum, rice straw, hydrolysis
صمغ زانتان، یکی از مهم‌ترین بیوپلیمرهای تجاری است که به دلیل دارا بودن خواص رئولوژیکی در صنایع زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این صمغ عموما به‌وسیله باکتری زانتاموناس کمپستریس تولید می‌شود. در فرآیند تولید زانتان استفاده از سوبسترای ارزان قیمت در کاهش هزینه‌های تولید همواره مورد توجه بوده است. در این تحقیق کاه برنج به عنوان سوبسترای فراوان و ارزان قیمت در تولید میکروبی صمغ زانتان مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا کاه برنج توسط سود 08/0 در دو دمای صفر و 100 درجه سانتی‌گراد و در زمان‌های صفر، 30، 60، 90، 120 و 150 دقیقه مورد پیش‌فراوری قرار گرفت. در قسمت دیگری از پروژه پیش‌فراوری توسط سدیم کربنات در دماهای 120، 150 و 180 درجه سانتی‌گراد و در غلظت‌های 25/0، 5/0 و 1 مولار انجام شد. در ادامه کاه پیش‌فراوری شده با آنزیم‌های سلولاز و بتاگلوکوسیداز با فعالیت آنزیمی به ترتیب FPU/ml 45 و IU/ml 147 هیدرولیز شد. میزان گلوکز آزاد شده با استفاده از کیت گلوکز اندازه‌گیری شد. بیشترین مقدار گلوکز آزاد شده در هیدرولیز آنزیمی با پیش‌فراوری توسط سود 08/0 در دمای 100 درجه سانتی‌گراد و مدت پیش‌فراوری 120 دقیقه به مقدار 6/36 گرم بر لیتر و با پیش‌فراوری توسط سدیم کربنات در دمای 180 درجه سانتی‌گراد و غلظت 5/0 مولار سدیم کربنات به میزان 4/33 گرم بر لیتر به‌دست آمد. به‌منظور تولید زانتان ابتدا به بررسی نمودارهای رشد بیومس و تولید زانتان از گلوکز پرداخته شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد بازده زانتان تولیدی از گلوکز 5/47% می‌باشد. بیشترین زانتان تولیدی در پیش‌فراوری توسط سود 08/0 در دمای 100 درجه سانتی‌گراد و مدت زمان پیش‌فراوری 120 دقیقه به میزان 2/13 گرم بر لیتر مشاهده شد. همچنین بیشترین زانتان به‌دست‌آمده از هیدرولیز کاه برنج پیش‌فراوری شده با سدیم کربنات در غلظت 5/0 مولار و دمای 180 درجه سانتی‌گراد به میزان 12 گرم بر لیتر مشاهده شد. واژگان کلیدی : پیش‌فراوری، زانتاموناس کمپستریس، صمغ زانتان، کاه برنج، هیدرولیز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی