Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammadhadi Jazini dorcheh,Keikhosro Karimi
محمد هادی جزینی (استاد راهنما) کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahad Keshavarz fahliani
احد کشاورزفهلیانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Ethanol and Beta-carotene production from Rice straw using Mucor hiemalis
During the last 2-3 decades, with the growth of world population and rapid advances in technology, the need for a sustainable resource which satisfies both economic concerns as well as environmental became inevitable. Bioethanol as a Biofuel is one of the most promising available options which based on the substrate ltr"
با پیشرفت تکنولوژی و افزایش جمعیت میزان انرژی مورد نیاز بشر در دهه‌های اخیر افزایش قابل توجهی داشته است. این افزایش در کنار نگرانی‌ها در رابطه با معضلات زیست محیطی از جمله گرمایش زمین موجب شده تا علاقه به استفاده از منابع تجدید‌پذیر و دوست‌دار محیط زیست افزایش پیدا کند. اتانول زیستی به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین منابع تجدید‌پذیر در حال حاضر به عنوان ارتقاء دهنده‌ی کیفیت، در سوخت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. عمده اتانول تولیدی در صنایع در حال حاضر از طریق تخمیر میکروبی و با استفاده از منابع قندی و نشاسته‌ای همچون ملاس، ذرت و نیشکر تولید می‌شود. استفاده از منابع قندی و نشاسته‌ای اگر چه فرایند تولید اتانول را ساده‌تر کرده است اما به دلیل تداخل با منابع غذایی و همچنین به دلیل میزان مصرف انرژی بالا در حین آماده سازی کشت این مواد موجب شده تا بحث‌های گسترده‌ای در رابطه با مفید بودن استفاده از این مواد شکل بگیرد. این در حالی است که سوخت‌های نسل دوم ،که با استفاده از مواد قندی موجود در ترکیبات لیگنوسلولزی که عمدتا مواد ضایعاتی هستند تولید می‌شود، به دلیل قیمت ارزان، عدم تداخل با منابع غذایی و مصرف بسیار پایین انرژی حین کشت و آماده‌سازی ماده‌ی اولیه مورد استفاده، جزو بهترین گزینه‌های مطرح شده جهت کاهش میزان کربن دی‌اکسید تولیدی در جهان هستند. برنج به عنوان یکی از پر مصرف‌ترین مواد غذایی دنیا مطرح بوده و در سال ???? میزان تولید آن ?/??? میلیون تن گزارش شده است. به ازای هر کیلوگرم برنج، ?/? کیلوگرم کاه برنج تولید می‌شود که مقدار عمده آن در مزارع کشاورزی سوزانده می‌شود. این موضوع کاه برنج را به عنوان یکی از در دسترس‌ترین و ارزان قیمت‌ترین مواد اولیه موجود برای استفاده در تولید بیواتانول تبدیل می‌کند. کاه برنج از جمله مواد لیگنوسلولزی است و به دلیل دارا بودن میزان سیلیس بالا و ساختار پیچیده، تولید قند به صورت مستقیم کاری مشکل بوده و بازدهی پایینی دارد. در این پژوهش به منظور افزایش بازدهی فرایند هیدرولیز و تبدیل حداکثری کربوهیدرات‌های موجود در ساختار کاه برنج، پس از آسیاب کردن کاه برنج و غربال ذرات بین اندازه‌‌های ??? تا ??? میکرومتر، تحت فراوری با ? ماده‌ سدیم کربنات ?/? مولار، سدیم هیدروکسید ? درصد وزنی حجمی و فسفریک اسید ??? قرار گرفت. قارچ موکور هیمالیس یک قارچ دو ریختی است که راندمان بسیار بالایی در تولید اتانول دارد. تولید بتاکاروتن در کنار اتانول می‌تواند موجب بهبود اقتصاد فرایند شود. اثر پارامتر‌هایی همچون تغییر مورفولوژی‌ قارچ و اثر استفاده از هیدرولیزیت‌های مربوط به کاه‌های پیش‌فراوری شده و نشده روی میزان محتوای بتاکاروتن بررسی شد. هر سه پیش‌فراوری مورد استفاده تاثیر قابل توجهی در نتایج بدست آمده نشان داد. بازدهی تولید قند از مقدار ??? برای کاه پیش‌فراوری نشده به مقادیر??، ?? و ?? درصد به ترتیب برای پیش‌فراوی‌های سدیم کربنات، سدیم هیدروکسید و فسفریک اسید رسید. نتایج مربوط به آنالیز محتوای کل کربوهیدرات‌ها و لگنین موجود در ساختار کاه برنج نشان دهنده افزایش قابل توجه بتابتاگلوکان موجود برای هر سه پیش‌فراوری اعمال شده بود. پیش‌فراوری‌ کاه برنج به وسیله سدیم کربنات و سدیم هیدروکسید در حذف لیگنین موفق عمل کرده و میزان لیگنین موجود در کاه بدون پیش‌فراوری از ?/?? درصد به ترتیب تا مقادیر ??/?? و?/?? کاهش دادند. نتایج مربوط به کشت قارچ موکور هیمالیس روی هیدرلیزیت‌های حاصل از کاه‌های پیش‌فراوری شده و نشده نیز نشان از موثر بودن پیش‌فراوری‌های صورت گرفته دارد. نتایج مربوط به میزان اتانول موجود در نمونه‌های‌ گرفته شده پس از ساعت ?? تخمیر، نشان دهنده بازدهی و بهره بالاتر اتانول برای مورفولوژی کاملا مخمری نسبت به دو مورفولوژی دیگر است. میزان بهره اتانول برای سه مورفولوژی کاملا مخمری، رشته‌ای غالب و کاملا رشته‌ای قارچ موکور که روی محیط کشت حاوی گلوکز کشت داده‌شده‌اند به ترتیب ??/?، ??/? و ??/? گرم اتانول به ازای هر گرم گلوکز مصرفی بدست آمد. به دلیل استفاده از محیط کشت‌های مشابه با هیدرولیزیت‌های بدست آمده و دسترسی آسان قارچ به قند‌های موجود در ترکیب نمی‌توان به صورت قطعی در مورد تاثیر پیش‌فراوری‌های انجام گرفته روی بهره و بازدهی‌های تخمیر نظر دهی کرد. بیومس‌های تولیدی در این پژوهش به وسیله ترکیب متانول و کلروفرم مورد استخراج قرار گرفته و محتوای بتاکاروتن تولیدی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده بین محتوای بتاکاروتن تولیدی توسط مورفولوژی‌های مختلف تفاوت قابل توجهی نشان داد. بیشترین مقدار بتاکاروتن تولیدی توسط بیومس‌های حاصل از کشت مورفولوژی‌های کاملا مخمری، رشته‌ای غالب و کاملا رشته‌ای به ترتیب مقادیر ???، ??? و ???? میلی‌گرم بتاکاروتن به ازای هر گرم بیومس بود. از نتایج این تحقیق می‌توان نتیجه‌گیری نمود که علاوه بر تولید اتانول، می‌توان مقدار قابل توجهی ترکیب با ارزش افزوده بالای بتاکاروتن نیز تولید نمود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی