Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Reza Ehsani,Sabihe Soleimanianzad,Keikhosro Karimi
محمدرضا احسانی (استاد راهنما) صبیحه سلیمانیان زاد (استاد راهنما) کیخسرو کریمی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Farzad Moradi Gharibvand
فرزاد مرادی غریب وند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Increasing in gasoline prices and depletion of fossil fuels in 80’s decade resulted in research and commercialization activities directed toward production of renewable fuels such as ethanol and butanol. Renewable resources such as rice straw, has been promoted as potential feedstock for production of fuels. In this project, production of Acetone, Butanol and Ethanol (ABE) from rice straw as substrate by biological method was investigated. Rice straw is a lignocellusic material, which should convert to fermentable sugers. At the first step, the ability of bacterial fermentation on glucose synthetic medium with P2 stock solutions (Buffer phosphate, Vitamins, and Minerals) or PGY-P2 solution and PGY (medium without P2 stock solutions) was investigated. After this stage and proof of ability of bacterial fermentationon on synthetic medium, rice straw pretreated by three different pretreatment methods and then hydrolyzed to sugers by enzymatic hydrolysis. Three different methods were used, including dilute sulfuric acid pretreatment, concentrated phosphoric acid pretreatment at modest reaction conditions (50 °C), and alkaline pretreatment by NaOH. Then the pretreated rice straw was hydrolyzed by enzymes. These prepared hydrolyzates were fermented by clostridium acetobutylicum bacteria. In the fermentation step, maximum theoretical solvent yield was achieved 38.60% (maximum yield) on substrate drived from alkaline pretreatment-enzymatic hydrolysis and 37.99% for substrate drived from phosphoric acid pretreatment-enzymatic hydrolysis. This amount for dilute acid pretreatment-enzymatic hydrolysis substrate was very low (only 3.44%). The above results showed if appropriate pretreatment methods used for rice straw, This lignocellulosic material would be a suitable substrate for this fermentation process. Keywords: Acetone-Butanol-Ethanol (ABE), Rice straw, C.acetobutylicum ,Pretreatment, Enzymatic hydrolysis, Fermentation
از دهه 80 میلادی تا کنون به دلیل افزایش قیمت نفت، کشمکش‌های مستمر در مناطق تامین کننده نفت دنیا و کاهش منابع مربوط به سوخت‌های فسیلی، تحقیقات و تجاری سازی بر روی سوخت‌های بدست آمده از منابع تجدید پذیر مانند اتانول و بوتانول افزایش یافته است. منابع تجدید پذیری همچون کاه برنج شرایط داشتن یک خوراک مناسب برای تولید این مواد را دارند. در این پروژه تولید استن، بوتانول و اتانول با روش بیولوژیکی بر روی سوبسترای کاه برنج بررسی شده است. کاه برنج یک ماده لیگنوسلولزی می‌باشد، که قابل تبدیل به مواد (قندها) قابل مصرف توسط باکتری است. در این پروژه ابتدا توانایی تخمیر باکتری بر روی محیط کشت مصنوعی گلوکز همراه با محلول‌های ذخیره P2 (شامل بافر فسفات، ویتامین ها و ترکیبات معدنی) یا محلول PGY-P2 و محیط کشت مصنوعی بدون محلول‌های ذخیره یا محیط کشت GYبررسی شد. بعد از این مرحله و اثبات توانمندی تخمیر توسط باکتری روی محیط کشت مصنوعی، با سه روش فرآوری مختلف، کاه برنج ‌فرآوری و سپس توسط آبکافت آنزیمی، به مواد قابل تخمیر (قندها) تبدیل شد. این سه روش ‌فرآوری عبارت بودند از روش پیش‌فرآوری اسیدی رقیق با اسید سولفوریک، روش پیش‌فرآوری اسیدی غلیظ در شرایط ملایم واکنشی (دمای 50 درجه سانتی‌گراد) با اسید فسفریک و روش پیش‌فرآوری قلیایی با سود. سپس سوبستراهای پیش‌فرآوری شده فوق، توسط آنزیم به قندهای قابل تخمیر توسط میکروارگانیسم تبدیل شد. سوبستراهای بدست آمده در مرحله آبکافت آنزیمی به وسیله باکتری کلستریدیوم استوبوتیلیکم تخمیر گردید. نتایج نهایی فرآیند تخمیر نشان داد که، درصد بیشترین بازده تئوری حلال‌ها مربوط به سوبسترای پیش‌فرآوری قلیایی–آبکافت آنزیمی می‌باشد و مقدار آن برابر 60/38 درصدگرم حلال به گرم قند مصرفی (بیشترین بازده) است و بعد از این سوبسترا، با اختلاف کمی بازده تخمیر بر روی سوبسترای حاصل از روش پیش‌فرآوری اسیدی غلیظ-آبکافت آنزیمی، مقدار 99/37 درصد گرم حلال به گرم قند مصرفی را داشت. مقدار حلال‌های تولیدی در تخمیر بر روی سوبسترای بدست آمده از روش پیش‌فرآوری اسیدی رقیق-آبکافت آنزیمی بسیار ناچیز بود (تنها 44/3 درصد گرم حلال به گرم قند مصرفی). با استفاده از نتایج فوق می‌توان نتیجه گرفت که چنانچه روش‌های پیش فرآوری مناسب بکار برده شود، کاه برنج، سوبسترای نسبتاً مناسبی برای این فرآیند تخمیری خواهد بود. کلمات کلیدی: استن؛ بوتانول؛ اتانول؛ کاه برنج؛ کلستریدیوم استوبوتیلیکم ؛ پیش‌فرآوری؛ آبکافت آنزیمی؛ تخمیر

ارتقاء امنیت وب با وف بومی