سوخت زیستی

افزایش تولید اتانول زیستی با استخراج قلیایی و عملیات بخار

در یک تحقیق مشترک بین پژوهشگران چینی و آمریکایی، تولید اتانول‌زیستی از کاه‌گندم با پیش‌فرایند استخراج قلیایی و عملیات بخار بهبود داده شد. این پیش‌فرآیند دومرحله‌ای، سبب کاهش تولید ترکیبات بازدارنده و افزایش تولید اتانول می‌شود.


برای تولید اتانول‌زیستی می‌توان از باقی‌مانده‌های کشاورزی استفاده کرد. کاه‌گندم یکی از منابع ارزان‌قیمت و در دسترس است که بالقوه از گلوکوز تشکیل می‌شود. وجود ساختار لیگنین-کربوهیدرات و درصد بالای سیلیکا در بافت کاه گندم، باعث کاهش بازدهی تولید اتانول از این ماده شده است. از این رو، یافتن روشی کارامد برای بهبود بافت ضایعات‌کشاورزی و نیز تبدیل آن به قندهای محلول اهمیت فراوانی دارد.

یکی از روش‌های مرسوم و تجاری در اصلاح ضایعات‌سلولوزی، پیش‌عملیات بخار در حضور اسید است. اما شرایط سخت عملیات بخار، سبب تشکیل مواد جانبی همچون فورفورال و ترکیبات فنولی شود که برای ادامه فرایند، یعنی بخش آنزیمی، حالت بازدارندگی ایجاد می‌کند. روش‌های شیمیایی، فیزیکی و زیستی مورد استفاده برای رفع این مواد مزاحم، باعث از دست رفتن بخش عظیمی از قند تولیدی خواهد شد. بنابراین لازم است پیش‌فرایندی تعریف شود، تا ضمن رفع مواد بازدارنده استیل و سیلیکا در مرحله بخار، شرایط لازم برای عملیات بخار را نیز تعدیل کند. استخراج اولیه قلیایی فرایندی است که ضمن بهبود بافت باقیمانده‌های کشاورزی، بخش عمده سیلیکا را به شکل سیلیکاتِ محلول از سیستم خارج می‌کند.

در یک کار مشترک بین پژوهشگران چینی و آمریکایی، در راستای بهبود بازیابی قند و تولید اتانول از کاه گندم، فرایند دو مرحله‌ای طراحی شد. این فرآیند شامل پیش استخراج قلیایی و عملیات بخار در حضور اسید است. بعد از بهینه‌سازی فرآیندها، نتایج نشان داد که استفاده از 8 درصد وزنی سود در دمای 80 درجه سانتی‌گراد به مدت 90 دقیقه و به دنبال آن، پیش‌عملیات بخار در حضور 3 درصد وزنی دی‌اکسیدسولفور در دمای 151 درجه سانتی‌گراد و به مدت 16 دقیقه کافیست تا بتوان کاه‌گندم را با درصد جامد بالا هیدرولیز و قندهای ساده تولید کرد.

علاوه بر این، پیش‌استخراج قلیایی سبب کاهش تولید ترکیبات بازدارنده شد. در زمان هیدرولیز آنزیمی، با افزایش درصد مواد جامد، بازدهی تولید قندهای ساده کاهش می‌یابد. اما با استفاده از این پیش‌فرایند دو مرحله‌ای، با افزودن 25 میلی‌گرم آنزیم به ازای یک گرم ترکیبات قندی، در شرایطی که 25 درصد خوراک جامد باشد، می‌توان از کاه‌گندم گلوکوز و زایلوز با بازدهی به ترتیب 85 و 65 درصد تولید کرد.

در نهایت، محققین با تخمیر 120 گرم بر لیتر از قند تولید شده با این فرآیند، با استفاده از مخمر ساکارومایسس سرویزیه توانستند 54/5 گرم در لیتر اتانول تولید کنند. این پژوهش، می‌تواند راه را برای تولید ارزان قیمت اتانول زیستی از پسماندهای سلولوزی هموار کند.

☑ لینک مقاله

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن