پرتال جامع ستاد توسعه زیست فناوری
۲۱ تیر ۱۳۹۹

تولید اتانول از کاه برنج از طریق فرایند هم‌زمان ساکاریفیکاسیون و تخمیرحالت جامد

1128
0
شنبه, ۷ اردیبهشت ۱۳۹۸
جواد طغیانی

اتانول زیستی مبتنی بر مواد لیگنوسلولزی، به‌عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر محسوب می‌شود که چالش‌های فراوانی در فرایند آن وجود دارد.


برای به‌دست ‌آوردن اتانول با غلظت‌ بالا، هیدرولیز آنزیمی و تخمیر باید در مقدار مواد جامد بالا (بیشتر از 15 درصد) انجام شود. این روش مزایای فراوانی از جمله مصرف آب پایین‌تر، انرژی کمتر و هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی پایین‌تر دارد. اما افزایش بارگذاری مواد جامد می‌تواند بازده تولید اتانول را کاهش دهد. بنابراين توليد اتانول با غلظت و بازده بالا و در مقدار آنزیم کم، همچنان دارای چالش‌های فراوانی است.


در این پژوهش که نتایج آن در قالب یک مقاله علمی بین‌المللی منتشر گردیده‌است، خانم مریم مولاوردی و همکارانش موفق شدند از کاه برنج اتانول زیستی با غلظت بالا تولید کنند. 


در این پژوهش، برای بهبود بازدهی فرایند، یک ‌تیمار کاه برنج با محلول 0.5 مولار کربنات سدیم به مدت 3، 5 و 10 ساعت انجام شده و اثر آن بر پارامترهای مختلف مانند مورفولوژی ساختاری و ترکیبات مطالعه شده‌است. علاوه بر این، تأثیر زمان واکنش SSSF، میزان بارگذاری آنزیمی و بارگذاری جامد بر بازده تولید گلوکز و اتانول بررسی شده‌است.


بيشترين غلظت قند 89.2 گرم در ليتر بوده که پس از هيدروليز با 10 FPU در گرم کاه، مدت زمان پیش‌تیمار 10 ساعت و 15 درصد وزنی بار جامد به‌دست آمده‌است. همچنین بیشترین میزان اتانول و بازده فرایند SSSF، به ترتیب برابر با 99.4 گرم در لیتر و 89.5 درصد بوده که در مدت زمان واکنش 72 ساعت، 20 FPU [1]در گرم کاه و در بارگذاری جامد 30 و 15 درصدی به دست آمده‌است.


با توجه به نوآوری این پژوهش، مقدار آنزیم پایین یعنی 2.5 و 5 FPU در گرم کاه، پس از 120 ساعت تخمیر و در بارگذاری جامد 30 درصدی، موجب تولید اتانول با غلظت 66.3 و 90.9 گرم در لیتر شده‌است.


همچنین در این مطالعه جهت ایجاد ارزش افزوده و تکمیل چرخه تولید، ارزیابی ارزش غذایی مواد باقی‌مانده فرایند SSSF به‌عنوان غذای دام، از لحاظ محتوای چربی و پروتئین، مورد توجه واقع شده‌است.



[1] میزان سلولاز مورد نیاز برای آزادسازی 1 میکرومول انتهای کاهنده از زنجیزه سلولوزی


برچسب:

نظرات