عنوان پایان‌نامه
بررسی تولیدبیواتانول سوختی از ضایعات سیب زمینی
- رشته تحصیلی
- مهندسی انرژیهای جدید پذیر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58372;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 25
- تاریخ دفاع
- ۱۴ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- مریم عابدی
- استاد راهنما
- احمد حاجی نژاد
- چکیده
- باتوجه به محدودیت¬ها و اثرات مخرب زیست محیطی سوخت¬های فسیلی، امروزه تأمین منابع جدید برای تولید بیواتانول (به¬عنوان جایگزین سوخت¬های فسیلی) و ارتقای کمی و کیفی روش¬های تولید آن، موضوع کار محققان قرار گرفته است. در این تحقیق پیرامون بهینه¬سازی تولید بیواتانول از یک منبع جدید (ضایعات سیب¬زمینی واریته آگریا) با دو روش هیدرولیز شیمیایی و آنزیمی کار شده است. در این تحقیق پس از پیش¬فرآوری¬های لازم، فرایند هیدرولیز در هر دو روش بهینه¬سازی گردید. شرایط بهینه هیدرولیز شیمیایی دمای 128 درجه سلسیوس، غلظت محلول اسیدی دو مولار و نسبت سیب¬زمینی به محلول اسیدی 1:1 به دست آمد. مقدار قند کل تولیدی g/L 52/123 بود که 63/32% پتانسیل قابل استحصال می¬باشد. در شرایط بهینه هیدرولیز آنزیمی یعنی، غلطت آنزیم آلفاآمیلاز mg/g 5/7 و بتاآمیلاز mg/g 1/0 و نسبت سیب¬زمینی به محلول 1:1، مقدار قند کل تولیدی g/L 8/123 بود که 31/65% پتانسیل قابل استحصال می¬باشد. سپس، محلول حاصل از هیدرولیز هر دو فرایند به طور جداگانه با کمک مخمر ساکارومایسس سرویسیه تخمیر گردید. با اندازه-گیری مقدار اتانول در پایان فاز تخمیر نمونه¬های هیدرولیز هر دو فرایند شیمیایی و آنزیمی، به ترتیب مقادیر 3 و 7/6 درصد حجمی اتانول حاصل گردید. بعد از این مرحله، اتانول با کمک دستگاه تقطیر ساده تا 96% خالص گردید. سپس برای رسیدن به درصد بالاتر، از ستون زئولیت استفاده گردید. خلوص اتانول به 8/99% رسید. پارامترهای استاندارد سوخت برای الکل نهایی مطابق با استاندارد D4806 ASTM ارزیابی شد که نشان¬دهنده مطابقت محصول تولیدی با استاندارد بود. واژگان کلیدی: بیواتانول سوختی، هیدرولیز اسیدی، هیدرولیز آنزیمی، آبگیری، زئولیت.
- Abstract
- Considering the constraints and environmental impact of fossil fuels, supply of new sources of feedstock for bioethanol production (as an alternative of fossil fuels) and the quantitative and qualitative improvement of production methods, is the subject of researchers’ work. Therefore, in the present research work bioethanol production from a new feedstock (potato waste Agria variety) by both chemical and enzymatic methods were optimized. In this work following required pretreatment, the hydrolysis was optimized using both methods. The optimal conditions selected for chemical hydrolysis were the temperature at 128 °C; the acid concentration of 2 Molar and the potato to acid solution ratio of 1:1. The total glucose in hydrolyzate was 123.53 g/l, which was 63/32% of total potential. In optimal conditions for enzymatic hydrolysis which were, alpha amylase concentration, 5.7 mg/g; beta amylase concentration, 0.1 mg/g and ratio of potato to solution 1:1, the total production sugar was 123.8 g/l i.e. 31.65% total potential. Then, the solution of both processes was fermented with the Saccharomyces cerevisiae yeast separately. The quantity of ethanol measured at the end of fermentation phase point was 3% and 6.7% in chemical and enzymatic hydrolysed samples respectively. After this stage, the ethanol was purified with a simple distillation apparatus up to 96%. To achieve a higher percentage of ethanol, zeolite column was applied and finally purity of ethanol reached to 99.8%. The fuel specification was evaluated according to ASTM D4806 standard. The evaluation of produced bioethanol fuel showed its compatibility with the standard. Keywords: Bioethanol fuel, acid hydrolysis, enzymatic hydrolysis, dehydration, zeolite.
