23983

CHE.ENG2 333

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي - محيط زيست

فني و مهندسي

1403/05/28

99 ص.

امير گشادرو

پيش‌فرآوري قليايي , بايواتانول , مواد فعال سطحي , پتاسيم‌هيدروكسيد

پيش‌فرآوري قليايي به طور موثري به افزايش سطح در دسترس، افزايش تورم ساختاري زيست توده، حذف ليگنين و همي‌سلولز پرداخته و افزايش هيدروليز آنزيمي و همچنين بازده توليد اتانول زيستي را سبب مي‌گردد. استفاده از سديم هيدروكسيد يكي از رايج‌ترين پيش‌فرآوري‌ها بوده، ليكن توليد مقادير بالاي پساب مايع در اين روش، مديريت آن را مشكل مي‌سازد. در اين پژوهش با استفاده از محلول پتاسيم‌هيدروكسيد به همراه اوره در مرحله پيش‌فرآوري كاه كينوآ، نتايج مثبتي در بهره‌گيري از پساب خروجي اين فرآيند به عنوان يك كود مايع مشاهده شد. شرايط بهينه پيش‌فرآوري (نسبت 1:1 براي محلول 4% پتاسيم هيدروكسيد/اوره به علاوه 0.5% ساپونين به عنوان ماده فعال سطحي در دماي 28 درجه سانتيگراد و مدت زمان 2 ساعت) ارزيابي شد. پيش‌فرآوري پتاسيم هيدروكسيد-اوره-ساپونين بر روي كاه كينوآ هيدروليز آنزيمي را به 86.4% درصد رساند، به ميزان 8.6% بالاتر از حالت پيش‌فرآوري شده با محلول پتاسيم‌هيدروكسيد. با افزودن 1.5% تويين80 به‌جاي ساپونين بدون حضور اوره در مرحله پيش‌فرآوري، بازده هيدروليز به 92.6% افزايش يافت. استفاده از پيش‌فرآوري پتاسيم هيدروكسيد-اوره-ساپونين تاثيرات مثبتي بر پساب خروجي داشت. اين پساب همچنين توانست به طور چشمگيري باعث افزايش رشد بذرهاي زراعي مختلف شد. پيش‌فرآوري پتاسيم هيدروكسيد-اوره-ساپونين به عنوان راهبردي پايدار و موثر براي توليد بايواتانول به همراه توليد پساب به عنوان كودي موثر پيشنهاد مي‌گردد.

Alkaline Pretreatment , Bioethanol , Surface Active Agents , Potassium Hydroxide

The use of potassium hydroxide pretreatment to increase the hydrolysis efficiency of quinoa waste and the biological production of ethanol

مهندسي شيمي

Alkaline pretreatment effectively removes lignin from lignocellulosic biomass, enhancing enzymatic hydrolysis and additionally bio-ethanol production efficiency. Sodium hydroxide (NaOH) is commonly used for this purpose, but it generates large quantities of wastewater (WW) that are difficult to manage. This study utilized potassium hydroxide (KOH) and urea for pretreating Quinoa straw (QS), exploring the possibility of using WW as fertilizer due to its potassium (K) and nitrogen (N) content. Optimal pretreatment conditions (1:1 ratio, 4% w/v Urea/KOH + 0.5% Saponin as a surfactant at 28°C for 2 hours) were determined. KOH-Urea-Saponin-treated QS achieved enzymatic digestibility of 86.4%, 8.6% higher than KOH-treated QS under similar conditions. Addition of 1.5% Tween-80 instead of Saponin in pretreatment without urea can increased hydrolysis yield to 92.6%. the positive aspects of using KOH-Urea-Saponin- treatment was observed on WW. WW also significantly enhanced growth and biomass yield of various cereal and vegetable crops. KOH-Urea-Saponin pretreatment offers effective and sustainable approach for bio-ethanol production by repurposing WW as valuable fertilizer."

6