تولید سوخت اتانول با مخمر Saccharomyces cerevisiae از ملاس پسماند کارخانه‌های قند در سیستم تخمیر ناپیوسته
محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست
فرشید قربانی
1
(کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس.)
حبیب اله یونسی
2
(استادیار، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس*(مسئول مکاتبات).)
عباس اسماعیلی ساری
3
(استاد، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس)
سید محمود قاسمپوری
4
(مربی، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس)
ملیحه امینی
5
(کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس)
علی دانشی
6
(کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس)
کلید واژه: اتانول, Saccharomyces cerevisiae, ملاس نیشکر, سیستم ناپیوسته تخمیر, کارخانه قند,
چکیده مقاله :
میزان تولید ضایعات و پسماند محصولات کشاورزی در ایران بسیار بالا است که با توجه به ترکیب آن ها به منابع مناسبی برای تولید اتانول تبدیل شده‌اند. ملاس یکی از فراوان‌ترین و ارزان‌ترین منابع کربن در دسترس و قابل استفاده برای تولید اتانول می‌باشد که با این کاربرد علاوه بر جلوگیری از ورود آن به طبیعت، محصولی به دست می‌آید که یک سوخت پاک و سازگار با طبیعت است. هدف اصلی این تحقیق تولید اتانول از بیومس به عنوان یک سوخت زیست محیطی و پاک می‌باشد. برای این کار، سنتز زیستی اتانول توسط مخمر Saccharomyces cerevisiae PTCC5010 و با استفاده از ملاس نیشکر به عنوان سوبسترا، با روش ناپیوسته انجام گرفت. در این روش تخمیر در دمای محیط (C° 25) و با pH 5/4 انجام یافت. در سیستم ناپیوسته تولید اتانول، از غلظت های10، 20، 30، 40 و gl-1 50 ملاس به عنوان منبع کربن جهت تخمیر استفاده گردید. محصول تولیدی با افزایش غلظت ملاس افزایش یافته و بیشترین مقدار آن در فرآیند تخمیر پس 36 ساعت و با مصرف 27/93% از قند کل موجود در ملاس gl-150 به میزان g ethanol/l molasses 3/9 و همچنین بیشترین میزان بازده تولید اتانول g ethanol/g total sugar 24/0 بود. در این سیستم بیشترین میزان تولید بیو مس molasses g CDW/l15/5 و همچنین بیشترین میزان بازده وزن خشک سلولی g CDW /g total sugar18/0 به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که سوبسترای بکار رفته می‌تواند از تولید یک سوخت زیستی پایدار حمایت کند و قابل رقابت با کلیه سوخت های تولید شده از بیومس های پر هزینه‌تر باشد. همچنین به دلیل پایین بودن میزان آلودگی ناشی از احتراق آن می‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد.
A great amount of agricultural wastes are produced in Iran, which can be converted into suitable sources of ethanol production. Molasses is one of the cheapest and most frequent carbon sources which are available for ethanol production. This application, besides preventing molasses from entering the environment, produces a clean fuel which is compatible with nature. The main goal of this study was to produce ethanol as a clean and environment-friendly fuel. To this end, the biosynthesis of ethanol was conducted by Saccharomyces cerevisiae PTCC5010, using cane molasses as substrate through batch fermentation processes. Experiments were carried out at the ambient temperature (25o C) and pH 4.5. Batch ethanol production was carried out with 10, 20, 30, 40, and 50 gl-1 of cane molasses. The total sugar consumption, maximum ethanol production, and productivity at 50 gl-1 of molasses were 93.27%, 9.3 g ethanol/l molasses,and 0.24 g ethanol/g total sugar,respectively. However, the maximum cell dry weight and biomass yield were 5.15 g CDW/l and 0.18 g CDW/g total sugar, respectively. The results showed that the applied substrate could indeed support the production of a sustainable biofuel. These alternatives exhibited comparable biological activity in comparison with the fuels obtained using more costly biomasses. . Also, ethanol can be substituted with fossil fuels because of the low pollution produced as a result of its combustion