بهینه سازی تولید اتانول با استفاده از قارچ موکور همیلیس
چکیده
تولید اتانول از بیومس یکی از راه های کاهش مصرف نفت خام و آلودگی محیطی است. یکی از کاربردهای بیواتانول استفاده از آن در مخلوط با بنزین به عنوان سوخت می باشد زیرا عدد اکتان آن بالا و عدد ستان آن پایین می باشد. هزینه عمده برای تولید اتانول ماده اولیه می باشد. فاکتور مهم در تولید اتانول، نوع میکروارگانیسم مورد استفاده می باشد. در این پروژه از قارچ موکور همیلیس برای بهینه سازی تولید اتانول استفاده شد که این قارچ دارای بیشترین راندمان تولید اتانول در بین تمام میکروارگانیسم ها می باشد و راندمان تولید اتانول این قارچ با راندمان تولید اتانول قارچ موکور ایندیکوس که معروفترین میکروارگانیسم برای تولید اتانول است، برابر می باشد. هدف از انجام این آزمایشات بدست آوردن بیشترین راندمان اتانول و بیومس بود. برای بهینه سازی نتایج حاصل از آزمایش از نرم افزار minitab و از روش های طراحی فاکتوریل و طراحی سطح پاسخ (ccd) استفاده شد. آنالیز نتایج نیز با استفاده از دستگاه hplc انجام شد. همچنین در تمام این آزمایشها از لوپ های بی هوازی استفاده شد. در این پروژه به بهینه سازی 9 پارامتر در محیط کشت پرداخته شد و در پایان آزمایش ها، نمونه های مختلف ساخته شد که در آنها گلوکز با غلظتهای مختلفی وجود داشت. برای بررسی اثر گلوکز در این آزمایشها، به جای گلوکز از محلول هیدرولیزیت آرد گندم استفاده شد. بعد از انجام آزمایش ها مشخص شد که محلول فلزی و سولفات روی تاثیر ناچیزی در راندمان تولید اتانول داشتند و محلول ویتامین اثر کمی در تولید اتانول داشت. همچنین موادی چون دی پتاسیم هیدروژن فسفات، سولفات منیزیم، سولفات آمونیم و کلرید کلسیم اثر خیلی کمی بر روی راندمان اتانول داشتند. مواد موثر در تولید اتانول گلوکز و عصاره مخمر بودند. مقدار بهینه عصاره مخمر 4 گرم در لیتر بدست آمد و راندمان اتانول در محلولی که شامل 30 گرم در لیترگلوکز و 4 گرم در لیترعصاره مخمر بود برابر46/0 گرم بازاء مصرف هر گرم گلوکز به دست آمد. مهمترین محصول جانبی در مورد قارچ موکور همیلیس، گلیسرول بود که بیشترین راندمان گلیسرول در این آزمایش ها 07/0 گرم بازاء مصرف هر گرم گلوکز به دست آمد. همچنین بیشترین راندمان بیومس نیز برابر 16/0 گرم بازاء مصرف هر گرم گلوکز به دست آمد. دامنه تغییرات راندمان گلیسرول بین 02/0 – 07/0 گرم بازاء مصرف هر گرم گلوکز بود. بهینه سازی سه پارامتر دما، زمان و ph نیز مورد بررسی قرار گرفت و مقدار بهینه این سه پارامتر به ترتیب برابر c ° 30، 36 ساعت و 5 به دست آمد.