بررسی امکان تبدیل ضایعات کاه گندم و برنج به قند قابل تخمیر با ترکیب پیش تیمار فراصوت و سم زدایی با پلاسمای سرد

در این تحقیق امکان تبدیل ضایعات لیگنوسلولزی کشاورزی به قند در طی مراحل پیش­تیمار فراصوت، هیدرولیز اسیدی-حرارتی و سم­زدایی با پلاسمای سرد مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور بعد از جمع­آوری کاه گندم و برنج، پیش­تیمار فراصوت-اسید (با سه تیمار مختلف بار باگاس، زمان سونیکیت و غلظت اسید) و سپس هیدرولیز اسیدی (با سه تیمار مختلف زمان هیدرولیز، غلظت اسید و دما) روی ترکیبات انجام شد. نتایج داده­های شیمیایی نشان داد که در زمان سونیکیت ۳۰ دقیقه، بار باگاس یک درصد و غلظت اسید ۵/۱ درصد قند بالایی آزاد شد و لیگنین قابل حل نیز در بالاترین میزان خود قرار داشت. همچنین در طی هیدرولیز اسیدی-حرارتی نیز، زمان هیدرولیز ۴۵ دقیقه، غلظت اسید %v/v ۵/۱ و دمای ۱۲۰ درجه سلسیوس موجب آزادسازی بیشتر قند و ASL (Acid Soluble Lignin) گردید. علاوه بر داده­های شیمیایی، نتایج FTIR، FESEM و آنالیز حرارتی نیز ثابت کرد که ساختارها به خوبی از هم گسیخته شده است و بیومس برای مرحله تبدیل قند به اتانول زیستی آماده شده است. در ادامه روش سم­زدایی با پلاسمای سرد جهت حذف ترکیبات بازدارنده اسیدی استیک اسید، فرمیک اسید و فورفورال استفاده شد و نتایج نشان داد که پس از سم­زدایی با پلاسمای سرد مقادیر استیک اسید، فرمیک اسید و فورفورال به ترتیب ۷۳، ۵۸ و ۷۸ درصد در مدت زمان سم­زدایی ۱۰ دقیقه، فاصله جت ۵/۰ سانتی­متر و نسبت گاز آرگون به هوا ۵/۰ کاهش یافت. در نهایت می­توان گفت می­توان با پیش­­تیمار فراصوت و هیدرولیز اسیدی-حرارتی ساختاری پلی ساکاریدی ترکیبات لیگنوسلولزی را در هم شکست و سپس ترکیبات بازدارنده ایجاد شده سمی را نیز توسط روش پلاسمای سرد از بین برد تا بهترین نتیجه حاصل گردد.

کلیدواژه ها:

Ultrasound ، Bioethanol ، Cold Plasma ، Agricultural Waste ، Fermentation. ، التراسوند ، اتانول زیستی ، پلاسمای سرد ، پسماند کشاورزی ، تخمیر.