عنوان پایان‌نامه
بررسی تولید بیواتانول در ریز جلبک جداسازی شده از پیل سوختی میکروبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1420;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73838;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1420;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73838
- تاریخ دفاع
- ۲۰ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- اذر وهابی ثانی
- استاد راهنما
- عبدالرضا کرباسی, امید توکلی
- چکیده
- اقتصاد جهانی متکی به منابع فسیلی(زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی) است که پرکاربردترین مواد خام مورد استفاده برای تولید سوخت و مواد شیمیایی است. با این حال امکان استفاده طولانی مدت از این منابع تمام شدنی به دلیل مخازن محدود و تجدید ناپذیر بودن وجود ندارد. همچنین این منابع با محیط زیست نیز سازگاری زیادی نداشته و باعث به وجود آمدن معضلات زیادی مثل افزایش گرمای جهانی شده اند. به این منظور امروزه استفاده از انرژی های تجدید پذیر مانند سوخت بیواتانول و بیودیزل موضوع کار محققان قرار گرفته است. در این پژوهش روش های بهینه سازی تولید بیواتانول سوختی از ساختار ریزجلبک (گونه کلرلا وولگاریس) کشت داده شده در پیل سوختی میکروبی به روش هیدرولیز اسیدی مورد تحقیق قرار گرفت. برای انتخاب بهترین حالت برای انجام هیدرولیز اسیدی، نمونه ها به طور جداگانه در اتوکلاو و آون با دمای 100، 120، 140 ، 160 و 180درجه سانتی گراد قرار گرفتند و مشخص گردید هیدرولیز در آون و دمای 140 درجه سانتی گراد بیشترین مقدار کربوهیدرات را آزاد کرده است. در مرحله بعد پس از یافتن بهترین شرایط هیدرولیز، این بار برای بهینه سازی غلظت محلول اسیدی و مقدار پودر ریزجلبک به محلول اسیدی نمونه ها تحت روش هیدرولیز انتخاب شده از مرحله قبل قرار گرفتند. محدوده پارامتر غلظت اسید 0/5 تا 5 مولار و غلظت محلول ریزجلبک بین 10 تا 100 گرم بر لیتر انتخاب شد. با انجام آزمایشات مشخص شد اسید 2/5 مولار و 96 گرم بر لیتر از محلول ریزجلبک بیشترین میزان کربوهیدرات را آزاد نموده اند. مقدار قند کل به دست آمده از ریزجلبک کشت شده در پیل سوختی میکروبی gr/L 40/8/ اندازه گیری گردید که بیان گر استخراج 41% قند ریزجلبک است. میزان قند حاصله از ریزجلبک کشت شده در فتوبیورآکتور نیز gr/L 25 اندازه گیری شد. بهره وری کربوهیدرات برای هیدرولیز اسیدی در سیستم فتوبیورآکتور gr/L.D 0/43 و در سیستم پیل سوختی میکروبی نیز gr/L.D 1/76 بوده است.پس از انجام مراحل هیدرولیز به منظور بهینه سازی پارامترهای موثر بر تولید بیواتانول سه پارامتر دما، میزان تلقیح و pH نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند و مشخص شد بیشترین میزان بیواتانول تولید شده در این آزمایش مربوط به دمای37 درجه سانتی گراد، میزان تلقیح 9% و pH 5 بوده که میزان بیواتانول تولیدی برابر با(v/v) 1/17 % (معادل با gr/L 10) است.
- Abstract
- In this study, the effect of microbial fuel cell is investigated on bioethanol production and carbohydrate content of microalgae in comparison of photobioreactor system. The bioethanol production from microalgae is consist of three major steps such as: microalgae cultivation, hydrolysis and fermentation. In this work strain chrollela vulgaris was used as feedstock for bioethanol production which is cultivated in MFC and Photobioreactor systems, seperately. The medium was BG-11 for two systems and The other conditions such as light intensity and temperature were the same for two systems. For discovering the effect of temperature and time on hydrolysis process, oven and autoclave at different temperature were compared together. Five temperature of oven (100, 120, 140, 160 and 180) were selected during the experiment and found out the maximum amount of carbohydrate were obtained at 140 C. For optimization of parameters which are effctive on acid hydrolysis, sulphuric acid 0.5-5 (M) and biomass loading (10- 100 gr/L) were variable during the experiment. Central Composite technique were employed for optimization of acid hydrolysis. The amount of total sugar for microalgae cultivated in photobioreactor was 25 gr/L and for MFC was 40.8 gr/L which was obtained at 96 gr/L of biomass loading and 2.75 M. The results also showed that with increasing the concentration of sulphuric acid to 5M, the amount of realising sugar was decreased. carbohydrate productivity for photobioreactor and MFC were 0. 44 and 1.76 gr/L.D ,respectively. The maximum amount of produced ethanol for microalgae cultivated to MFC was 1.17% which was obtained at 37C?, inoculation 9% and pH=5.5. Keywords: Microalgae, MFC, Photobioreactor, Hydrolysis, Ethanol
