توليد گلوكز از پساب برنج با استفاده از فرآيند هيدروليز آنزيمي آسپرژيلوس نايجر به منظور توليد اتانول

The production of glucose used in ethanol production through an enzymatic hydrolysis of rice mill by Aspergillus niger

چكيده سابقه و هدف: پساب برنج يكي از مهم ترين و فراوان ترين پساب هاي شهري است كه روزانه به ميزان فراواني توليد مي شود. و به دليل بار بالاي مواد آلي مي تواند به عنوان گزينه مناسب در توليد اتانول(سوخت زيستي سازگار با محيط زيست) به كارگرفته شود. اين مطالعه با هدف بررسي توليد اتانول از پساب برنج با استفاده از فرآيند هيدروليز آنزيمي و تخمير توسط قارج آسپرژيلوس نايجر و مخمر ساكارومايسس سرويزيه انجام شد. مواد و روش‌ها: براي بهينه سازي فرآيند هيدروليز آنزيمي توسط قارچ آسپرژيلوس نايجر به منظور توليد گلوكز، تاثير غلظت هاي مختلف پساب با ميزان نشاسته اوليه (20، 40، 50، 60 و 80) گرم بر ليتر، و منبع نيتروژني (NH4NO3، NH4SO4 و NH4CL) مورد بررسي قرار گرفتند. به منظور تعيين غلظت قند توليد شده از روش DNS استفاده شد. براي اندازه گيري غلظت اتانول توليدي از دستگاه كروماتوگرافي گازي استفاده گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه غلظت 60 گرم بر ليتر و منبع نيتروژني NH4SO4 بيشترين تاثير را بر روي گلوكز توليدي به ميزان 31/84 و 32/27 گرم بر ليتر دارا مي باشد. نتايج بررسي توليد اتانول توسط مخمر ساكارومايسس سرويزيه از پساب هيدروليز شده با غلظت گلوكز اوليه 32/4 گرم برليتر نشان داد كه بيشترين ميزان اتانول توليدي و بازده آن به ترتيب برابر با 11/51 گرم بر ليتر و 0/37 گرم اتانل در هر گرم از كل قند مي باشد. همچنين بيشترين ميزان وزن خشك سلولي و بازده آن به ميزان 2/98 گرم توده زيستي و g CDW/g total sugar 0/14 به دست آمد. نتيجه‌گيري: با توجه به فراوان بودن پساب برنج و همچنين ميزان بازده اتانول توليدي، پساب مورد نظر مي تواند به عنوان يك سوبستراي مناسب در توليد اتانول به عنوان يك سوخت زيستي بكار گرفته شود.

Abstract Background & Objectives: Rice mill is one of the mostabundant effluent waste waters worldwide. Due to the high starch and organic compound content, it can be used as alternatives source for ethanol production as an environmental sustainable biofuel. This study was aimed to examine the ethanol production through enzymatic hydrolysis of rice mill and fermentation process by using Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae yeast. Materials & Methods: In order to optimize the enzymatic hydrolysis process by A. niger, an analysis was performed to determine the effects of different concentrations of effluent with initial starch concentrations (20, 40, 50, 60and80 gl-1) and nitrogen source (NH4NO3, NH4SO4 and NH4CL). The levels of sugar and the produced ethanol were determined by DNS and gas chromatography, respectively. Results: The results showed that the effluents containing a starch concentration of 60gl-1 and (NH4 SO4) had the highest influence on glucose production, 32.27 and 31.84 gl-1 respectively. Also the results of ethanol production through hydrolysis of rice mill, with initial glucose concentration 32. 4gl-1, by saccharomyces cerevisiae showed the maximum amount of ethanol production and yield,11.51gl-1 of 0.37 g ethanol/g total sugar. The highest cell dry weight and yield were 2.98 g biomass cell and 0.14 g CDW/g total sugar, respectively. Conclusion: Regarding the abundance of rice mill and the yield of ethanol production of this effluent yield, the rice mill can be used as a suitable substrate for the ethanol production.