تولید سوخت تجدید پذیر بیواتانول از الیاف خرما بهینه سازی فاکتورهای موثر در تولید آن با روش تاگوچی

بیواتانول یک سوخت تجدید پذیر پاک زیستی است که از تخمیر گلوکز موجود در محصولات کشاورزی بدست می آید. منشاء اصلی گلوکز در مواد کشاورزی نشاسته است که در بافت های ذخیره ای غلات و غده های مختلف یافت می شود و با هیدرولیز آن به سادگی به گلوکز تبدیل می شود. اخیرا این سوخت از راه هیدرولیز اسیدی سلولز موجود در مواد لیگنوسلولزی بدست می آید و در نتیجه ضایعات مواد کشاورزی میتوانند منبع خوبی برای این سوخت باشند. الیاف خرما که از ضایعات هرس سالیانه نخل خرما هستند با دارا بودن سلولز قابلیت مناسبی برای تولید بیواتانول دارا میباشند. در این پژوهش از الیاف خرما برای تهیه بیواتانول استفاده و مراحل مختلف تولید با استفاده از روش تاگوچی مورد بهینه سازی قرار گرفت. مراحل مختلف تولید شامل چهار مرحله کاهش لیگنین، هیدرولیز، تخمیر و تقطیر هستند که در هر مرحله عوامل مختلفی نقش دارند. در در مرحله کاهش لیگنین که با هیدرولیز قلیایی الیاف صورت گرفت اثر سه پارامتر غلظت قلیا در سه سطح 2 و 5 و 10% زمان در سه سطح 30 و 60 و 90 دقیقه و دما در سه سطح 80 و 90 و 100 درجه سلسیوس مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفت. در مرحله هیدورلیز که با استفاده از اسید سولفوریک انجام شد پارامترهای غلظت اسید 10 و 20 و 30% زمان 1 و 2 و 3 ساعت و دما 90 و 100 و 110 درجه سلسیوس بر مقدار سلولز بدست آمده بررسی و بهینه سازی شد. علاوه بر این، سینتیک تولید بیواتانول در مرحله تخمیر و مقدار بیواتنول تولید شده در مرحله تقطیر بررسی و اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در مرحله کاهش لیگنین ، غلظت سدیم هیدروکسید 5% در دمای 80°c و با مدت زمان 90 دقیقه مقادیر بهینه بودند. درمرحله هیدرولیز مقدار بهینه غلظت اسید سولفوریک 10 % ، سطح دما 100 درجه سلسیوس و مدت نگهداشت سه ساعت تعیین شد. نتایج تخمیر موادی هیدرولیز شده اسیدی با استفاده از مخمر سایکرومایسس و تقطیر آن نشان داد بیشترین مقدار بیواتنول پس از 24 ساعت حاصل شد و از هر کیلوگرم الیاف خام خرما مقدار 127/2 گرم بیواتانول بدست آمد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، بیواتانول ، تاگوچی ، الیاف خرما