بررسي امكان تبديل ضايعات كاه گندم و برنج به قند قابل تخمير با تركيب پيش تيمار فراصوت و سم زدايي با پلاسماي سرد

يكي از منابع با ارزش تجديدپذير، پسماند و ضايعات باقيمانده از محصولات كشاورزي است و ميتوان با روش هاي اقتصادي و موثر به مواد قابل مصرف و مورد نياز بشر مانند قندهاي قابل تخمير تبديل نمود. در طول فرآيند تبديل باقيمانده ليگنوسلولزي به قند قابل تخمير نياز است تا طي مراحل پيش تيمار و هيدروليز، ساختارهاي پلي ساكاريدي شكسته شوند تا فرآيند تخمير و تبديل قند به اتانول زيستي صورت گيرد. بنابراين در اين تحقيق امكان تبديل ضايعات ليگنوسلولزي كشاورزي به قند در طي مراحل پيش تيمار فراصوت، هيدروليز اسيدي - حرارتي و سم زدايي با پلاسماي سرد مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور بعد از جمع آوري كاه گندم و برنج، پيش تيمار فراصوت - اسيد (با سه تيمار مختلف بار باگاس، زمان سونيكيت و غلظت اسيد) و سپس هيدروليز اسيدي (با سه تيمار مختلف زمان هيدروليز، غلظت اسيد و دما) روي تركيبات انجام شد. نتايج داده هاي شيميايي نشان داد كه در زمان سونيكيت 30 دقيقه، بار باگاس يك درصد و غلظت اسيد 1/5 درصد قند بالايي آزاد شد و ليگنين قابل حل نيز در بالاترين ميزان خود قرار داشت. همچنين در طي هيدروليز اسيديحرارتي نيز، زمان هيدروليز 45 دقيقه، غلظت اسيد %v/v 1/5 و دماي 120 درجه سلسيوس موجب آزادسازي بيشتر قند و ASL (Acid Soluble Lignin) گرديد. علاوه بر داده­هاي شيميايي، نتايج FTIR، FESEM و آناليز حرارتي نيز ثابت كرد كه ساختارها به خوبي از هم گسيخته شده است و بيومس براي مرحله تبديل قند به اتانول زيستي آماده شده است. در ادامه روش سم زدايي با پلاسماي سرد جهت حذف تركيبات بازدارنده اسيدي استيك اسيد، فرميك اسيد و فورفورال استفاده شد و نتايج نشان داد كه پس از سم زدايي با پلاسماي سرد مقادير استيك اسيد، فرميك اسيد و فورفورال به ترتيب 73، 58 و 78 درصد در مدت زمان سم زدايي 10 دقيقه، فاصله جت 0/5 سانتي متر و نسبت گاز آرگون به هوا 0/5 كاهش يافت. در نهايت مي توان گفت مي توان با پيش تيمار فراصوت و هيدروليز اسيدي - حرارتي ساختاري پلي ساكاريدي تركيبات ليگنوسلولزي را در هم شكست و سپس تركيبات بازدارنده ايجاد شده سمي را نيز توسط روش پلاسماي سرد از بين برد تا بهترين نتيجه حاصل گردد.