تولید زیست سوخت اتانول از مواد لیگنوسلولزی
چکیده
با توجه به کاهش ذخایر نفتی و افزایش قیمت آن ها ونیز افزایش تقاضای انرژی، مسئله ی تولید انرژی و منابع تامین آن به یکی از مهمترین دغدغه های بشر امروز تبدیل شده است. جایگزینی منابع فسیلی برای حل این مشکل اهمیت بسزایی دارد. منابع زیست توده ای و زیست سوخت های مشتق شده از آن ها مانند اتانول، به ترتیب جایگزین مناسبی برای منابع نفتی و سوخت های حمل و نقلی هستند. برای تولید اتانول از زیست توده ی لیگنوسلولزی 3 مرحله اصلی: تیمار، تجزیه ی آنزیمی و تخمیر باید صورت گیرد. طی این تحقیق کاه برنج و باگاس نیشکر به عنوان سوبسترای تولید اتانول مورد استفاده قرار گرفتند. تیمار آمونیاکی در سه حالت: آمونیاکی، آمونیاک اتانولی و آمونیاک متانولی بر روی سوبسترا انجام شد و تمام نمونه ها در شرایط بارگذاری fpu 15 آنزیم سلولاز و cbu 30 آنزیم سلوبیاز وارد تست تجزیه ی آنزیمی شد و بر اساس میزان گلوکز آزاد شده در آن ها، بهترین تیمارها برای تست تخمیر ssf انتخاب شد. تست ssf با بارگذاری fpu 15 آنزیم سلولاز و cbu 30 آنزیم سلوبیاز در دمای oc 37 و rpm150 به کمک مخمر saccharomyces cerevisiae atcc 96581 انجام شد. از تخمیر کاه برنج تیمار نشده و باگاس تیمار نشده به ترتیب 69/1 گرم بر لیتر و 44/1 گرم بر لیتر اتانول تولید شد. از تخمیر 3گرم avicel به عنوان منبع سلولز خالص و کنترل تخمیر ، 11/13 گرم بر لیتر اتانول تولید شد که معادل 77 درصد بازده تئوری تولید اتانول از 3 گرم گلوکز است. طی ssf کاه برنج تیمار شده با saa 72/13 گرم بر لیتر و برای تیمارهای seaa و smaa به ترتیب 07/15 گرم بر لیتر و 87/13 گرم بر لیتر اتانول تولید شد. درنتیجه بهترین تیمار برای تولید اتانول از کاه برنج با درنظر گرفتن دو پارامتر میزان تولید اتانول و صرفه ی اقتصادی تیمار، استفاده از روش esaa و سپس saa است. این در حالی است که از ssf باگاس تیمار شده با saa (نسبت جامد به مایع 1به 10) و smaa (نسبت جامد به مایع 1به 6) به ترتیب 89/11 و 68/11 گرم بر لیتر اتانول تولید شد. با توجه به بازده تولید و صرفه اقتصادی، تیمار smaa به عنوان بهترین روش تیماری برای باگاس نیشکر انتخاب شد چرا که نسبت به حالت تیماری پایه، سبب حدود40 درصد کاهش در هزینه تیمار و حدود 20 درصد افزایش در آزادسازی قند شده است. روش smaa توسط مولف ارائه شده و برای اولین بار در دنیا مورد استفاده قرار گرفته است؛ برای استفاده از آن به عنوان یک روش تیماری نیاز به بررسی آن بر روی سایر سوبستراهای لیگنوسلولزی است.