Skip to main content
SUPERVISOR
مجید مهدیه (استاد مشاور) کیخسرو کریمی (استاد راهنما) محمد هادی جزینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyyed Arman Hosseini
سیدآرمان حسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Nowadays, microalgae as renewable resources have wide applications in food, pharmaceutical and biofuel industries and has attracted particular attention. Biorefinery is recognized as a promising way to create a biomass-based industry that is capable of producing value added products and biofuels through various processes; in this regard, microalgae can be viable and economical raw materials for biorefineries. In this study, the microalgae Haematococcus pluvialis were cultivated and After studding its growth under favorable conditions, it was subjected to the stress of nitrogen deficiency with intense light to produce the antioxidant pigment astaxanthin, as a highly valuable pigment. The stress conditions were studied at two different temperatures of 26?C and 35?C to determine the effects of temperature on carotenogenesis. As a result, the pigment content at 35?C was 1.8 fold higher than that of the lower temperature (3.93% based on cell dry weight). The biomass was analyzed in terms of pigment and carbohydrate contents. The pigment was extracted using ultrasonic apparatus and acetone as a solvent. This process resulted in 81% solid biomass recovery used for biofuel production. After determining the total carbohydrate content, the biomass residue was first subjected to enzymatic hydrolysis. The hydrolysis efficiency of 97.2% over the total residual glucan was obtained. Then, the glucose released during hydrolysis was fermented by yeast Saccharomyces cerevisiae and yielded 0.44 gram ethanol per gram of glucose and 0.2 gram ethanol per gram of solid residue. Then, the residual solid remained after fermentation, the residual solid after pigment extraction and the raw algae sample of Haematococcus pluvialis were used for biogas production. The highest amount of methane produced was 232.2 ml/g volatile solid with 62.7% methane yield from residual biomass after pigment extraction. This study showed that the microalgae Haematococcus pluvialis is a proper candidate for astaxanthin as well as ethanol and biogas production in a biorefinery approach . Keywords: Microalgae, Haematococcus pluvialis , Astaxanthin, Ethanol, Biogas, Biorefinery
امروزه، ریزجلبک ها به عنوان منابع تجدیدپذیرکاربردهای گسترده ای در صنایع غذایی، دارویی و سوخت های زیستی دارند و نگاه ویژه ای را به خود جلب نموده اند. پالایش زیستی به عنوان روشی نوین و امیدبخش برای ایجاد صنعتی مبتنی بر زیست توده شناخته می شود که قادر است از طریق فرآیندهایی مختلف محصولاتی با ارزش افزوده تجاری و سوخت های زیست محیطی تولید نماید؛ دراین راستا ریزجلبک ها می توانند به عنوان ماده اولیه ای زیست پذیر و اقتصادی برای پالایشگاه های زیستی باشند. در این پژوهش، ریزجلبک هماتوکوکوس پلوویالیس کشت داده شد و پس از بررسی رشد آن در شرایط مطلوب، تحت استرس فقر نیتروژن همراه با نور شدید قرار گرفت تا رنگدانه آنتی کسیدانی آستازانتین، به عنوان یک رنگدانه بسیار ارزشمند تولید کند. شرایط استرس در غلظتی برابر و شدت نوری یکسان در دو دمای 26 و35 درجه سانتی گراد مورد مطالعه قرار گرفت و تأثیر آن بر زمان به حداکثر رسیدن محتوی رنگدانه در سلول ها مشخص شد. طی این بررسی، نرخ تجمعی آستازانتین ریزجلبک در دمای35 درجه سانتی گراد، 8/1 برابر بیشتر نسبت به دمای پایین تر شد و حداکثر محتوی آستازانتین آن به راندمانی برابر با 93/3 درصد وزن خشک رسید. در ادامه پس از تهیه زیست توده مورد نیاز برای پژوهش، ابتدا اجزاء تشکیل دهنده زیست توده ریزجلبک آنالیز شد و سپس با به کارگیری دستگاه اولتراسونیک و استفاده از حلال استن، رنگدانه آن استخراج شد. این فرآیند منجر به بازیابی 81 درصدی جامد زیست توده گردید که به عنوان خوراک برای تولید سوخت های زیستی مورد استفاده قرار گرفت. پس از تعیین مقدارکربوهیدرات کل، باقیمانده زیست توده ابتدا تحت هیدرولیز آنزیمی قرار گرفت به طوری که با استفاده از آنزیم های تخریب کننده گلوکان بتا و گلوکان آلفا، بازده هیدرولیز 2/97 درصدی نسبت به کل گلوکان جامد باقیمانده حاصل شد. سپس با تخمیر جداگانه گلوکز آزاد شده در فرآیند تخمیر توسط مخمر ساکارومایسیس سرویزیه ، بازده 44/0 گرم اتانول به ازای هر گرم گلوکز و مقدار 2/0 گرم اتانول به ازای هر گرم جامد باقیمانده حاصل شد. در ادامه از جامد باقیمانده طی فرآیند تخمیر، جامد باقیمانده پس از استخراج رنگدانه و همچنین نمونه خام ریزجلبک هماتوکوکوس پلوویالیس برای تولید بیوگاز استفاده شد. بیشترین مقدار متان تولیدی، 2/232 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار با کیفیت 7/62 درصد متان از زیست توده باقیمانده پس از استخراج رنگدانه بود و پس از آن مقدار 9/181 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار از ته مانده تخمیر با کیفیت 2/62 درصد متان بود که به ترتیب 9/2 برابر و 2/2 برابر نسبت به نمونه خام بیشتر بودند. کلمات کلیدی: ریزجلبک - هماتوکوکوس پلوویالیس – آستازانتین – اتانول – بیوگاز – پالایش زیستی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی