بررسي كاهش نشر كربن دي اكسيد در پالايشگاه زيستي سوكسينيك اسيد با روش ارزيابي چرخه حيات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، به بررسي تاثير گاز كربن دي اكسيد بر روي رشد باكتري اكتينوباسيلوس سوكسينوژنز، امكان جايگزيني با گاز ضايعاتي تخمير در گونه كلستريديا و ارزيابي چرخه حيات در پالايشگاه زيستي سوكسينيك اسيد با محوريت ملاس، ويناس و باگاس نيشكر پرداخته‌شد. ابتدا نرخ‌هاي متفاوت گاز كربن دي اكسيد بر روي رشد محصولات اصلي در ظرف مجهز به كنترل‌كننده برخط pH بررسي شد. در نبود گاز گربن دي اكسيد در pH ثابت خنثي، متابوليسم توليد باكتري به سمت توليد لاكتيك اسيد به عنوان محصول اصلي و اتانول و استيك اسيد به عنوان متابوليت‌هاي فرعي پيش رفته و بازده توليد لاكتيك اسيد بين 3/1 تا 5/1 گرم منبع كربن آلي/گرم محصول، حاصل شد. با افزايش نرخ گاز كربن دي اكسيد، توليد لاكتيك اسيد كاهش يافته و توليد سوكسينيك اسيد، افزايش يافته و محصولات جانبي فرميك اسيد و استيك اسيد توليد شدند. به گونه اي كه غلظت توليدي سوكسينيك اسيد با نرخ گاز vvm 4/0، برابر با 59/15 گرم بر ليتر و غلظت لاكتيك اسيد 49/2 گرم بر ليتر به دست آمد. به منظور جايگزيني منبع گازي كربن دي اكسيد با كربن دي اكسيد توليدشده حين تخمير كلستريديا، كشت‌هاي هم‌زمان دو گونه انجام شد كه نتيجه‌گيري شد با درصد تلقيح 10 درصد از كلستريديا و 5 درصد اكتينوباسيلوس سوكسينوژنز، مي توان به توليد سوكسينيك اسيد معادل با نرخ هوادهي پيوستهvvm 1/0 رسيد. در ادامه پالايشگاه زيستي سوكسينيك اسيد با محوريت ملاس نيشكر بررسي شد و غلظت‌هاي 20 الي 100 گرم بر ليتر ملاس نيشكر براي توليد سوكسينيك اسيد در كشت ناپيوسته بررسي و غلظت 60 گرم بر ليتر ملاس نيشكر براي بررسي‌هاي بيشتر انتخاب شد. به منظور جايگزيني عصاره مخمر با ويناس نيشكر، غلظت 60 گرم بر ليتر ملاس نيشكر به همراه نسبت‌هاي مختلف ويناس-عصاره مخمر (10 -5، 5/12-5/2، 0-15 و 15-0 گرم بر ليتر) مورد آزمايش قرار گرفتند و در نهايت مشخص شد كه ويناس نيشكر به صورت كامل نمي‌تواند جايگزين عصاره مخمر شود و مقدار 5 يا 5/2 گرم بر ليتر عصاره مخمر در محيط كشت ضروري است. در ادامه توليد لاكتيك اسيد از ملاس نيشكر توسط اين گونه نيز بررسي شد. آزمايش هاي حاصل به عنوان سناريوهاي پالايشگاه زيستي تعريف شدند تا در ادامه توسط روش ارزيابي چرخه حيات براي زيست‌توده‌هاي نسل اول گلوكز و نسل دوم ملاس نيشكر و باگاس نيشكر با روش توليد شيميايي بر مبناي مالئيك انهيدريد مورد ارزيابي اثرات زيست‌محيطي قرار بگيرند. نتايج حاصل به اين صورت بود كه در دسته اثر گرماي جهاني و كاهش منابع فسيلي، بهترين سناريو، توليد سوكسينيك اسيد از ملاس و ويناس نيشكر در روش جداسازي استخراج واكنشي با مقدار 3.61 با واحد Kg CO2 eq. به دست‌آمد و در مقايسه با توليد سوكسينيك اسيد به روش شيميايي با مقدار 3.9، از ديگر سناريوهاي زيستي عملكرد بهتري از خود نشان داده‌است. كليدواژه: سوكسينيك اسيد، پالايشگاه زيستي، ارزيابي چرخه حيات، ملاس نيشكر، باگاس نيشكر.

236220

بيوتكنولوژي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان