عنوان پایان‌نامه
واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن ریز جلبک جهت تولید بیو دیزل با استفاده از بیو کاتالیست لیپاز
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1431.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62521
- تاریخ دفاع
- ۰۴ آبان ۱۳۹۲
- دانشجو
- راضیه شفیعی علویجه
- استاد راهنما
- امید توکلی
- چکیده
- هدف از این پژوهش، بررسی پتانسیل تولید بیودیزل از روغن ریز جلبک کلرلا وولگاریس به روش آنزیمیبود. در راستای این هدف‌گذاری تاثیر دو پذیرنده‌ی گروه آسیل (اتیلاستات و متانول) و چهار حلالترتبوتانول، ایزو پروپانول، هپتان و اکتان بر بازده تولید بیودیزل با استفاده از آنزیم تجاری نووازیم 435 اندازه‌گیری شد. بازده تولید بیودیزل در حضور اتیلاستات به عنوان پذیرنده‌ی گروه آسیل در نسبت مولی 13:1 اتیلاستات به روغن و دمای 40 درجه‌ی سلسیوس در مدت زمان 72 ساعت 80/66% بدست آمد. در مقابل در آزمایش‌های مربوط به متانولیز آنزیمیدر حضور حلال‌های آلی قطبی و غیر قطبی، بازده تولید متیل استر چرب (بیودیزل) در نسبت مولی متانول به روغن 4:1، نسبت حجمی/جرمی(براساس وزن روغنml/g) 3:1 برای حلالترتبوتانول، 3:1 ایزوپروپانول، 4:1 هپتان و 3:1 اُکتان در مدت زمان 48 ساعت و دمای 45 درجه‌ی سلسیوس بهترتیب برابر 11/43%، 30/43%، 77/50% و 99/48%بدست آمد. مقایسه‌ی دو پذیرنده‌ی گروه آسیل نشان داد که اتیلاستات به خوبی تا 5 سیکل مقدار عمده‌ای از فعالیت آنزیم را حفظ کرده است به طوری که حتی بعد از 360 ساعت واکنش بازده تولید بیودیزل تنها 8% کاهش پیدا کرده است. از طرف دیگر متانولیز آنزیمیدر حضور حلال‌های قطبی و غیر قطبی ایزوپروپانول و هپتان نشان داد که اگرچه حلال قطبی ایزوپروپانول بازدههای بالایی در حد هپتان ایجاد نمی‌کند، اما به خوبی تا 144 ساعت، معادل 3 سیکل 48 ساعته، از لیپاز در مقابل متانول محافظت کرده، به طوری که بازده تولید بیودیزل تنها 12% کاهشیافت. در حالی‌که تولید متیل استر اسید چرب در حضور هپتان بعد از 3 سیکل بیش از 50% کاهش پیدا کرد. علاوه بر استفاده از آنزیم تثبیت شده، تولید بیودیزل در راکتور بستر پر شده با بیوکاتالیست تثبیت شده‌ی سلولی قارچ رایزوپوس اریزایی (ATCC 9374) که درون "ذرات حامل زیست توده" تثبیت شده‌اند مورد بررسی قرار گرفت. بازده تولید بیودیزل در این راکتور در شدت جریان ml/h 250 و مدت زمان 96 ساعت در نسبت مولی 4:1 متانول به روغن و افزودن مرحله‌ای متانول به خوراک، برابر 59/29% بدست آمد. با توجه به نتایج بدست آمده از آن‌جایی که اتیلاستات در دماهای پایین بازدههای بالاتری را ایجاد کرده است، همچنین توانایی بیشتری در حفظ فعالیت لیپاز دارد، به عنوان گزینه‌ای مناسب برای سوبسترای واکنش آنزیمیتولید بیودیزل از روغن ریزجلبک معرفی می‌شود.
- Abstract
- Scope of this project was investigated of enzymatic biodiesel production from chlorella vulgaris. For this purpose, was measured effect of 2 acyl acceptors (ethyl acetate and methanol) and 4 solvents (Isopropanol, tert-buthanol, heptane and octane) by commercial and industrial lipase: Novozym435.yield of biodiesel production at molar ratio 13:1 ethyl acetate to oil as acyl acceptorand 40 for 72 hr was gained 66.8%. Obtained results related to methanolysis by 4 co-solvents showed that the best yield for the 4-systems which include of 3:1 (ml/g based on oil weight) for octane, isopropanol and tert-butanol and 4:1(ml/g based on oil weight) for heptane, molar ratio of 4:1 methanol to oil, 40% (w/w based on oil weight) 48 h and 45 ?C were 48.99%, 43.30%, 43.11% and 50.77% respectively. Comparison between ethyl acetate and methanol as an acyl acceptor showed that ethyl acetate did not have a negative effect on lipase activity, even after a 5-cycle transesterification period. Also at methanolysis by the isopropanol as a co-solvent, isopropanol decrease the reaction medium viscosity for easy access of enzyme, in addition to protect lipase from methanol inhibition until 216 h. moreover, methanolysis of soybean oil at the packed bed reactor that was filled with immobolized cell: Rhyzopus Oryzae (ATCC 9374) was investigated. 29.59% fatty acid methyl ester was produced at floe rate 250 ml/h, molar ratio 4:1 methanol to oil (by stepwise addition strategy) at 35 for 96 hr. Since the ethyl acetate has created higher biodiesel yield and had the greater ability maintenance from lipase activity (main challenge in commerical production of enzymatic biodiesel) than other systems; is introduced as appropriate choice for enzymatic transestrification of microalgal oil.
