عنوان

بررسی تأثیر شرایط دینامیکی بر فرایند استخراج کربوهیدراتها از ریز جلبک

Country Code

IR

Number

۴۱۶۳پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

بررسی تأثیر شرایط دینامیکی بر فرایند استخراج کربوهیدراتها از ریز جلبک

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Influence of fluid dynamic conditions on carbohydrate extraction from algae

First Statement of Responsibility

/امین کیقبادی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی شیمی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۳۹۹

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۶ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی

Date of degree

۱۳۹۹/۰۷/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

افزایش روز افزون مصرف انرژی و کاهش منابع نفت و گاز، با توجه به مشکلات زیست محیطی مصرف سوخت های حاصل از این منابع، یافتن منابع انرژی پایدار، در دسترس و دوستدار محیط زیست برای جایگزینی با منابع سوخت های فسیلی را ضرروی می نماید .یکی از این منابع، که علاوه بر دوستدار محیط زیست بودن، به طور گسترده و یکسان در همه کشورهای جهان قابل دسترس می باشد، سوخت زیستی تولید شده از ریزجلبک است .اما تولید و عرضه سوخت های زیستی از جمله بیواتانول با موانع فرآیندی و توجیه پذیری اقتصادی مواجه است .یکی از این موانع، هزینه بالای مرحله هیدرولیز آنزیمی و آماده سازی زیست توده برای تخمیر و تولید بیواتانول می باشد .در این پژوهش فرآیند هیدرولیز آنزیمی با در نظر گرفتن شرایط دینامیکی سیال درون رآکتور مورد بررسی قرار گرفت .برای این کار ابتدا گونه مختلط ریزجلبک در فتوبیوراکتور تخت صفحه ای کشت داده شد .بعد از برداشت ریز جلبک، فرآیند هیدرولیز آنزیمی روی زیست توده جلبک، در داخل راکتور همزن دار در دورهای بین ۵۰ تا ۵۰۰ دور بر دقیقه و غلظت های متفاوت آنزیم سلولاز انجام گردید .سپس، مقادیر گلوکز آزاد شده در طول فرایند اندازه گیری شد ونتایج حاصل مورد بررسی قرار گرفت .مقایسه مقادیر گلوکز آزاد شده در طول فرایند هیدرولیز و محاسبه ضریب انتقال جرم از طریق مدلسازی ریاضی به وسیله محاسبه عدد شرود از دو بیان سیالاتی و انتقال جرمی نشان داد که افزایش دور همزن از طریق افزایش ضریب انتقال جرم، باعث افزایش میزان نرخ واکنش هیدرولیز آنزیمی می شود .همچنین، مقایسه بازده فرآیند نشان داد که در دورهای بالا ۲۵۰ دور بر دقیقه که رژیم جریان از آرام به متلاطم تغییر می کند، میزان قند آزاد شده تا سه برابر بیشتر از مقادیر اندازه گیری شده در دورهای پایین همزن می باشد .بعلاوه، نتایج نشان دادند که تغییر دور همزن و افزایش همزدگی سیستم به مراتب بیشتر از افزایش غلظت آنزیم برای پیشرفت فرآیند ، میزان قند آزاد شده را افزایش می دهد .در ادامه برای بررسی تاثیر افزودن بافل به راکتور و تغییر نوع همزن، آزمایش های مجزایی انجام گرفت .بر اساس نتایج این آزمایش ها، افزودن بفل به رآکتور با جلوگیری از تشکیل گردابه میزان انتقال جرم را افزایش داده و به تبع آن مقدار قند آزاد شده نیز افزایش می یابد .اما تغییر نوع همزن تاثیر قابل ملاحظه ای بر فرآیند هیدرولیز ندارد .همچنین در این پژوهش برای اولین بار شرایط دینامیکی سیال در فرآیند هیدرولیز آنزیمی با نرم افزار کامسول شبیه سازی گردید .برای این کار، ابتدا سینیتیک فرایند بررسی شد و ثوابت واکنش آنزیمی توسط نرم افزار آکواسیم محاسبه گردید .با اضافه نمودن سینیتیک واکنش به دست آمده به نرم افزار کامسول و شبیه سازی واکنش هیدرولیز آنزیمی تحت شرایط سیالاتی ناشی از همزدگی در دور های مختلف، غلظت گلوکز آزاد شده در طول فرآیند هیدرولیز آنزیمی شبیه سازی گردید و با مقادیر تجربی اندازه گیری شده مقایسه شد .نتایج نشان دادند که مقادیر به دست آمده غلظت گلوکز توسط نرم افزار با تقریب مناسبی نزدیک به داده های آزمایشگاهی اندازه گیری شده می باشد .همچنین توزیع سرعت و تنش سیال درون مخزن در دورهای مختلف با یکدیگر مقایسه گردیدند و تاثیر هر کدام بر فرآیند هیدرولیز آنزیمی مورد بررسی قرار گرفت .

Text of Note

Energy consumption increase and declining oil and gas resources, which are suppling a large part of the world's energy demand, and environmental problems of fossil fuels lead the world to find sustainable, accessible and environment friendly energy sources to replace fossil fuels. One of these sources, which, unlike fossil fuels, is widely and equally available in all countries in whole over the world and is considered environment friendly, is biofuel which is produced from microalgae. However, there are some problems in the production and supply of biofuels, including bioethanol, such as process barriers and economic viability. One of these barriers is the high cost of the enzymatic pre-treatment process of microalgae biomass and its preparation for fermentation for bioethanol production. The high cost of the enzymatic hydrolysis process is due to the high cost of the enzyme used for this process. Therefore, optimal use of enzyme and reduction of enzyme consumption with optimal operating processes designing, for enzymatic hydrolysis reaction can reduce the overall cost of bioethanol production. In this research, the enzymatic hydrolysis process has been investigated from reactor dynamic conditions aspects. For this purpose, firstly mixed microalgae species was cultured in a Photobioreactor and the biomass which was collected from culture got in to enzymatic hydrolysis process in different stirring speed and enzyme concentration in a reactor connected to a stirring system which was designed and built for this research. released glucose concentration data was logged as hydrolysis process product. From comparing glucose data, it was observed that at high speeds (250-500 rpm), when the flow regime changes from laminar to turbulent, the amount of sugar released is much higher than the values measured at low stirring speeds. It was also observed that changing the stirrer speed and increasing the agitation of the system increases the amount of released sugar far more than increasing the enzyme concentration. To investigate the effect of adding baffles to the reactor and changing the type of stirring impeller separate experiments were performed. it was determined that adding baffles to the reactor increases the mass transfer rate by preventing vortex formation and consequently increases the amount of released sugar. To investigate the effect of stirring speed on the enzymatic reaction kinetics, the enzymatic reaction constants was calculated for each of the experiments by Aquasim software. By importing the reaction kinetics to Comsol software and simulating the enzymatic hydrolysis reaction under stirred fluid conditions at different stirring speeds, the glucose concentration released during the enzymatic hydrolysis process was simulated and compared with the experimentally measured values. The result was close to experimental released glucose data. Finally, the hydrolysis media fluid velocity and pressure fields were compared with each other in different stirring speeds and the effect of each one was investigated on the enzymatic hydrolysis process.

ba

Parallel Title

Influence of fluid dynamic conditions on carbohydrate extraction from algae

آنزیم سلولاز

انتقال جرم

هیدرولیز آنزیمی

Subject Term

Cellulase Enzyme, Mass Transfer, Kinetics, Microalgae, Stirrer Enzymatic Hydrolysis

Subject Term

آنزیم سلولاز، انتقال جرم، سینیتیک، ریزجلبک، همزن، هیدرولیز آنزیمی

کیقبادی، امین

شکر کار، هانیه، استاد راهنما

ابراهیمی، سیروس، استاد راهنما

Country

ایران

Date of Transaction

20230912

Call Number

شیمی ،۲۰۹۵۷ ،۱۳۹۹

Host name

ت‍ ی‌سرربأک‌بلج‍ زیر زا اهتاردیهوبرک‍ ج‌ارختسا دنیارف‍ رب‍ ی‌کیمانید طیارش‍ ریث‍.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

4163.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

pch20957.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۴۱۶۳

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y