Skip to main content
SUPERVISOR
Akram Zamani foroshani,Keikhosro Karimi
اکرم زمانی فروشانی (استاد راهنما) کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Reza Beheshti
حمیدرضا بهشتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Ethanol and Chitosan Production by Different Morphologies of Mucor hiemalis from Rice Straw
Bioethanol, as a clean and renewable fuel, is considered as good alternative to replace fossil fuels. Bioethanol can be produced from a variety of feedstocks including sugar-, starch-, and lignocellulosic-based materials. Rice straw is one of the most abundant agricultural wastes in the world. In the present work, bioethanol production from rice straw by different morphologies of Mucor hiemalis was studied. The rice straw was treated with sodium hydroxide and phosphoric acid, with or without ultrasonication, prior to enzymatic hydrolysis. The alkali pretreatment was performed with 12% sodium hydroxide solution at 0°C for 3 hours; while phosphoric acid pretreatment was carried out at 50°C for 30 minutes. The pretreatments resulted in improvement of the enzymatic hydrolysis and the glucose theoretical yield of 76–93% was obtained.The best hydrolysis performance was achieved by ultrasonic-assisted sodium hydroxide pretreatment (93% glucose theoretical yield). The dimorphic fungus M. hiemalis is a dimorphic fungi which belongs to the kashida; TEXT-ALIGN: justify; LINE-HEIGHT: 17pt; TEXT-KASHIDA: 0%; TEXT-INDENT: 0cm; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr; mso-line-height-rule: exactly" Keywords: Chitosan, Ethanol, Morphology, Mucor hiemalis ,Phosphoric acid, Pretreatment, Rice straw, Sodium hydroxide.
بیواتانول به عنوان سوختی پاک و تجدیدپذیر، جایگزین بسیار خوبی برای سوخت‌های فسیلی به شمار می‌آید. بیواتانول را می‌توان از سه دسته ماده‌ی خام اولیه شامل مواد قندی، مواد نشاسته‌ای و مواد لیگنوسلولزی تولید نمود. کاه برنج یکی از مواد زائد لیگنوسلولزی فراوان در دنیا محسوب می‌شود. در پژوهش حاضر، تولید بیواتانول از کاه برنج توسط مورفولوژی‌های مختلف قارچ موکور هیمالیس مورد بررسی قرار گرفت. کاه برنج با هیدروکسید سدیم و اسیدفسفریک، به همراه اولتراسونیک یا بدون آن، قبل از فرآیند هیدرولیز آنزیمی، مورد پیش‌فرآوری قرار گرفت. پیش‌فرآوری قلیایی با محلول هیدروکسید سدیم 12 درصدی در دمای صفر درجه‌ی سانتیگراد و به مدت 3 ساعت انجام شد؛ در حالی که پیش‌فرآوری با اسید فسفریک 85 درصد در دمای 50 درجه‌ی سانتیگرادو به مدت 30 دقیقه صورت گرفت. پیش‌فرآوری‌ها منجر به بهبود فرآیند هیدرولیز آنزیمی گردید و بازده‌ی تئوری تولید گلوکز 93-76 درصد به دست آمد. بهترین عملکرد فرآیند هیدرولیز آنزیمی برای پیش‌فرآوری با هیدروکسیدسدیم به همراه اولتراسونیک (93 درصدبازده‌ی تئوری تولید گلوکز) حاصل شد. قارچ ‌موکور هیمالیس از جمله قارچ‌های فیلامنتوس و متعلق به رده زیگومایست‌ها می‌باشد و قادر به رشد با مورفولوژی‌های مختلف است. بر اساس نتایج این پژوهش، قارچ ‌موکور هیمالیس توانایی مناسبی در تولید اتانول از سوبسترای کاه برنج از خود نشان داد. بیومس قارچ ‌موکور هیمالیس مقادیر زیادی کیتوزان دارد و منبع مناسبی برای تولید این بیوپلیمر پرکاربرد به شمار می‌رود. در این تحقیق در ابتدا نحوه‌ی ایجاد مورفولوژی‌های مختلف قارچ موکور هیمالیس بررسی و مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که تلقیح غلظت‌های کم اسپور برابر با 10 5 ×4-1اسپور بر میلی لیتر و دسترسی به اکسیژن، منجر به رشد قارچ با مورفولوژی فیلامنتوسی خالص می‌شود؛ در صورتی که تلقیح اسپور با غلظت بیشتر، 10 5 ×20-10 و 10 6 ×8 اسپور بر میلی لیترو اعمال شرایط هوازی، به ترتیب رشد قارچ با مورفولوژی فیلامنتوسی غالب و مخمری شکل غالب را به همراه دارد.همچنین، با تلقیح اسپور با غلظت زیاد (10 6 ×8 اسپور بر میلی لیتر) و به کارگیری شرایط بی‌هوازی، مورفولوژی مخمری شکل خالص حاصل می‌شود. در ادامه‌ی تحقیقات، تولید اتانول از هیدرولیزیت‌های کاه برنج مورد بررسی قرار گرفت. نتایج، توانایی تولید اتانول کلیه‌ی مورفولوژی‌های قارچ ‌موکور هیمالیس از کاه برنج را نشان داد.ماکزیمم بازده‌ی تولید اتانول برای هیدرولیزیت کاه برنج پیش‌فرآوری شده با هیدروکسید سدیم همراه با اولتراسونیک 44/0 گرم بر گرم گلوکزتوسط مورفولوژی مخمری شکل خالص قارچ موکور هیمالیس، حاصل شد. همچنین نتایج نشان داد که بازده‌ی تولید اتانول از هیدرولیزیت کاه برنج برای مورفولوژیمخمری شکل خالص نسبت به سایر مورفولوژی‌ها اندکی بیشتر است (44/0-35/0 گرم بر گرم گلوکزبسته به نوع پیش‌فرآوری). علاوه بر ماکزیمم بازده‌ی تولید اتانول و گلیسرول از هیدرولیزیت کاه برنج توسط مورفولوژی‌های مختلف قارچ موکور هیمالیس،بازده‌ی بیومس و میزان پروتئین، فسفات و کیتوزان دیواره‌ی سلولی نیز مورد بررسی قرار گرفت.بازده‌ی تولید بیومس مورفولوژی مخمری شکل در حالت هوازی بیش از مورفولوژی فیلامنتوسی است و بیومس این مورفولوژی پروتئین بیشتری نیز دارد؛ در حالی که سهم فسفات (071/0-063/0 گرم فسفات بر گرم AIM) و کیتوزان(242/0- 184/0 گرم گلوکزآمین بر گرم AIM) موجود در بیومس این مورفولوژی، کمتر از مورفولوژی فیلامنتوسی(به ترتیب 107/0-089/0 گرم فسفات بر گرم AIMو 341/0- 297/0 گرم گلوکزآمین بر گرم AIM)است. کلمات کلیدی : اتانول، پیش‌فرآوری، هیدروکسید سدیم،اسیدفسفریک، کاه برنج، کیتوزان، موکور هیمالیس، مورفولوژی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%