عنوان پایان‌نامه
بررسی تولید بیو دیزل از روغن سویا به روش تثبیت بیو کاتالیست
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1228.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57940
- تاریخ دفاع
- ۲۷ خرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- زهره فرقانی پور
- استاد راهنما
- امید توکلی
- چکیده
- امروزه بیودیزل یا همان مونوآلکیل استر اسیدهای چرب به عنوان سوخت جایگزین پاک و تجدیدپذیر برای استفاده در موتورهای دیزلی معرفی میشود. آنزیم خارج سلولی تثبیت شده رایج- ترین نوع بیوکاتالیست به کاربرده شده در تولید بیودیزل محسوب میشود که مزایایی چون کاهش مراحل عملیاتی و سادهسازی جداسازی گلیسرول از محصول را در مقایسه با سایر کاتالیست ها فراهم میکند. مراحل تولید آنزیم با فعالیت بالا، جداسازی آن از محیط کشت، خالص سازی و در نهایت تثبیت آن باعث افزایش هزینههای تولید بیودیزل میشود. حذف مرحله بازیابی و خالص - سازی آنزیم با در اختیار داشتن سلولی با توانایی تولید لیپاز با فعالیت بالا و به طور نسبتا خالص در محیط، نقش موثری در کاهش هزینههای فرایند ایفا میکند. در میان سیستم های مطالعه شده توسط محققین، سیستم بیانی پیکیا پاستوریس از هر دو ویژگی برخوردار است. ترشح شده به BTL در این تحقیق برای نخستین بار آنزیم لیپاز گرمادوست و قلیادوست 2 محیط کشت توسط مخمر پیکیا پاستوریس نوترکیب در دو حالت لیپاز آزاد و تثبیت شده در واکنش ترنس استریفیکاسیون آنزیمی روغن سویا و متانول در حضور آب به عنوان حلال استفاده دما، نسبت مولی متانول به روغن و الگوی افزودن متانول به محیط ،pH شد. پارامترهایی چون واکنش در لیپاز آزاد مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین درصد وزنی متیل استر تولید شده در واکنش متانولیز روغن سویا در افزودن نسبت مولی متانول به روغن 1:6 در لحظه شروع واکنش، 74 % بود . / %25 وزنی آب، دمای 35 درجه سانتیگراد پس از 96 ساعت بدست آمد که برابر 8 افزایش نسبت مولی متانول به روغن تا 1:6 مشکلی در غیرفعال شدن لیپاز پیش نیاورد . تثبیت بررسی شد . از (CR لیپاز در سه پایه پلیمری آلجینات، پلی پروپیلن و پلی استایرن (رزین 11 بیوکاتالیست تثبیت شده در واکنش متانولیز روغن سویا استفاده شد که میزان متیل استر تولید شده بسیار کم و نزدیک به صفر به دست آمد. سلولهای مخمر پیکیا پاستوریس نوترکیب مولد در گویهای کلسیم آلجینات نیز تثبیت شده و از آن به عنوان "بیوکاتالیست سلولی" BTL لیپاز 2 در واکنش متانولیز استفاده شد. درصد وزنی متیل استر تولید شده در ساعت 96 ، در افزودن نسبت مولی متانول به روغن 1:1 در سه مرحله زمانی 24 ساعته، دمای 28 درجه سانتیگراد برابر 22 % به را جهت کاربرد در واکنش ترنس BTL دست آمد. این نتایج قابلیت استفاده از آنزیم لیپاز 2 استریفیکاسیون نشان میدهد، هر چند تحقیقات بیشتری برای بهبود و بهینه سازی بخش های مختلف آن الزامی است.
- Abstract
- Biodiesel or mono alkyl esters of long chain fatty acids has attracted considerable attention during the past decades as a renewable and green fuel for use in diesel engines. Enzymatic transesterification of oils using extracellular lipase is considered to be a promising biocatalyst, since the glycerol produced as a by-product can easily be recovered and the purification of fatty alkyl esters is easy to accomplish. The cost of lipase still remains the major obstacle. Using a Cell expression system with the ability of high production of extracellular lipase may leave out the need of separation and purification steps of enzyme production, hence decreasing the cost of lipase. Extracellular over expression of proteins in Pichia pastoris brings this advantage. In the present study, the crude thermoalkalophilic BTL2 Lipase over expressed in Pichia pastoris was used as the biocatalyst in extracellular lipase transesterification of soybean oil with methanol in the presence of water, both in free and immobilized form. The effect of pH, temperature and methanol to oil molar ratio in methanolysis yield of free lipase was investigated. The highest methyl ester (ME) yield was achieved when methanolysis was carried out with addition of 6 equivalent moles of methanol at the beginning of the reaction, in the presence of 25% water. The methyl ester content of the reaction mixture reached 74.8wt% after 96 hours. The immobilization of BTL2 on three polymeric supports of alginate, polypropylene and poly styrene (CR11 resin) was carried out and the immobilized lipases were used as biocatalysts in methanolysis reaction. No ME yield was observed. The activity of BTL2 lipase was decreased dramatically after immobilization on the above polymers. The recombinant Pichia pastoris cells producing BTL2 lipase were immobilized on alginate beads and used in methanolysis reaction. The ME content of 22wt% was achieved with step-wise addition of methanol after 96 hours. The BTL2 lipase is considered to be a suitable biocatalyst for biodiesel production in aqueous medium. More research needs to be done on the use of immobilized BTL2 in transesterification reaction.
