Skip to main content
SUPERVISOR
Akram Zamani foroshani,Keikhosro Karimi
اکرم زمانی فروشانی (استاد راهنما) کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farzaneh Radmanesh
فرزانه رادمنش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
: Nowadays global warming and environmental concentration increase the necessity of implementation of renewable energy resources. These years, production of Ethanol as a renewable fuel resource attracts a lot of attention. Substrates, used for producing bio-ethanol divide into 3 general categories, glucose, starch and lignocellulosic materials. Each country, according to the availability of these substrates, chooses the most suitable one. In Iran, great amounts of wheat waste due to different problems. The most beneficiary way in order to use these amounts of wheat is by using them in Ethanol production. Numerous amounts of yeasts and fungus are using in industry. Nowadays, different species of Zygomycetes like Mucor are indicated as suitable microorganism for bio-ethanol production due to their ability to survive in high temperature and having valuable biomass. One of the features of this fungus which are using in industries, is their tolerance of high Glucose concentration and Ethanol. Also one way to increase the control of bio-reactors is checking biomass production. So, in this investigation the biomass growth rate and inhibitory effect of glucose and ethanol on ethanol production of Mucor hemialis have been studied. Hence, at first, the suspension of 0.25 W/V% wheat flour was hydrolizated during 2 stages of liquefaction and saccharification.This step resulted in 203.3 g/l glucose production. After that, the hydrolyzated was diluted and anaerobic conditionwas used for producing ethanol by fermentation. Results showed that by increasing the glucose concentration from 30 to 70 g/l, the yield of ethanol production(gramproduced ethanolper gram of consumed substrate) increased from 0.35 to 0.44and by reaching to the glucose concentration of 120 g/l, ethanol production decreased. Furthermore, by increasing glucose concentration, the amount of produced biomass decreased. In order to stimulation, 3 different models of linear, Emerson and modified William was used for studying of biomass growth of Mucor hemialis . According to the obtained, modified William was chosen as the best model. By increasing in glucose concentration, there was a reduction in obtained R 2 . Next step, an equation for rate of ethanol production according to the inhibitory effect of glucose was extracted. Undoubtedly, by increasing in glucose, the inhibitory effect increased and the inhibitory parameter of the model decreased. k s, obtained from the curve fitting for Mucor hemialis was 0.61 g/l. At last, the inhibitory effect of ethanol on Y p/x was investigated. The power of the model resulted from this investigation is near one. Keywords: Biomass, ethanol, inhibition, Mucor hemialis , wheat hydrolizate.
افزایش روز افزون مصرف انرژی، آلاینده ها و نگرانی های زیست محیطی به ویژه گرم شدن کره زمین، ضرورت استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی را افزایش می دهد. در سال های اخیر تولید اتانول به عنوان یک منبع سوختی تجدید پذیر توجه بسیاری را به خود جلب نموده است. مواد اولیه مورد استفاده برای تولید بیواتانول به سه دسته کلی قندهای ساده، مواد نشاسته ای و مواد لیگنوسلولزی تقسیم می شوند. هر کشور بر مبنای میزان در دسترس بودن این مواد نوع سوبسترای خود را انتخاب می کند. در ایران سالیانه حجم زیادی از گندم به دلیل مشکلات متعدد دورریز می شود. بهترین روش برای بهره برداری از این ضایعات استفاده از آن ها در فرآیندهای تولید اتانول است. تعداد زیادی از مخمرها و قارچ ها در صنایع تخمیری به کار می روند. در سالهای اخیر سویه های مختلف از قارچ های زایگومایست مانند گونه های موکور، به عنوان میکروارگانیسم های مناسب برای تولید بیواتانول معرفی شده اند، زیرا این میکروارگانیسم ها قابلیت رشد در دماهای بالا را دارند ودارای بایومس باارزش هستند. یکی از مشخصه های میکروارگانیسم های مورد استفاده در صنعت قابلیت تحمل بالای آن ها در برابر غلظت بالای گلوکز و اتانول است. همچنین برای کنترل هر چه بیشتر بیوراکتورها نیاز به بررسی مقدار بایومس تولید شده است. از این رودر این تحقیق به بررسی سینیتیک رشد زیست توده قارچ موکورهمیلیس و مطالعه ی اثر بازدارندگی گلوکز و اتانول بر روی تولید اتانول توسط آن پرداخته شد. به این منظور در ابتدا با استفاده از هیدرولیز آنزیمی، سوسپانسیون 25% وزنی آرد گندم در طی دو مرحله ی محلول سازی و قندسازی توسط دو آنزیم آلفاآمیلاز و گلوکو آمیلاز به گلوکز تبدیل شد و محلولی با غلظت قند 3/203 گرم بر لیتر گلوکز بدست آمد. سپس هیدرولیزیت حاصل رقیق سازی شده و تخمیر بی هوازی به وسیله قارچ موکورهمیلیس بر روی آن انجام شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزایش غلظت قند از 30 به 70 گرم بر لیتر بازده تولید اتانول(گرم اتانول تولید شده بر گرم سوبسترای مصرف شده) از 35/0 به 44/0 گرم بر گرم افزایش و با افزایش بیشتر غلظت گلوکز تا 120 گرم بر لیتر، این میزان کاهش می یابد. همچنین از میزان بایومس تولید شده برای قارچ مذکور، با افزایش غلظت گلوکز کاسته می شود. برای برازش میزان بایومس حاصل از تخمیر از سه مدل خطی، امرسون و ویلیام اصلاح شده استفاده شد. با توجه بهR 2 های بدست آمده از مدلسازی، مدل ویلیام اصلاح شده به عنوان بهترین مدل شناخته شد. با افزایش قند مقدار R 2 کاهش می یابد. سپس با استفاده از این مدل رابطه ای برای سرعت تولید اتانول با توجه به اثر بازدارندگی گلوکز بدست آمد. بدیهی است که با افزایش قند اثر بازدارندگی آن افزایش و ثابت بازدارندگی آن کاهش می یابد. مقدار k s حاصل از برازش برای قارچ موکورهمیلیس برای سوبسترای گلوکز برابر 61/0 گرم بر لیتر بدست آمد. در انتها اثر بازدارندگی اتانول بر روی بازده تولیدآن (گرم اتانول تولید شده بر گرم بایومس تولید شده) مورد بررسی قرار گرفت. توان بدست آمده از این رابطه نزدیک یک بود. کلمات کلیدی اتانول، بازدارندگی، زیست توده، موکورهمیلیس، هیدرولیز گندم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی