چکیده
بخش همی سلولز زیست توده به عنوان منبع کربن قابل تخمیر معمولا در فرآیندهای معمول تولید سوخت زیستی استفاده مؤثر نمیشود و باعث کاهش راندمان تبدیل لیگنوسلولزهایی که حاوی همیسلولز هستند، مانند باگاس نیشکر، میشود. در این مطالعه، یک فرآیند یکپارچه برای تبدیل مؤثر همیسلولز و سلولز باگاس به استون، بوتانول و اتانول (ABE) ، با استفاده از کلستریدیوم استوبوتیلیکوم توسعه داده شد. این فرآیند شامل هیدرولیز اسید رقیق، پیشفراوری حلال آلی، هیدرولیز آنزیمی و تخمیر بود. برای اطمینان از یک فرآیند پایدار، محصولات فرعی تخمیر اولیه (مانند اسید استیک و اسید بوتیریک) به عنوان عوامل اسیدی در هیدرولیز اسید رقیق همیسلولز برای استخراج زایلوز استفاده شد. بازده بازیابی زایلوز در دمای 180 درجه سانتیگراد 3/22 درصد و به طور قابل توجهی بالاتر از دمای150 درجه سانتیگراد (6/7) بود. علاوه بر این، لیگنین با خلوص بالا به عنوان یک محصول جانبی به دست آمد. اسید آلی باقیمانده روی سوبسترا از مرحله هیدرولیز اسید رقیق در این مرحله به عنوان کاتالیست استفاده شد و فرآیند جداسازی لیگنین را بهبود بخشید. تخمیر مخلوط هیدرولیزیت اسید رقیق سمزدایی شده و هیدرولیزیت آنزیمی منجر به افزایش در تولید ABE شد و در بهترین حالت آن را از 9/9 به 2/12 گرم در لیتر رساند. در ادامه این تحقیق، باگاس به عنوان پایه تثبیت سلول برای تخمیر هیدرولیز اسید رقیق بدون نیاز به مرحله سمزدایی توسط اینتروباکتراروژنز به کار گرفته شد. نتایج حاصل نشان داد که استفاده از این سیستم، تولید حلال را نسبت به نمونه شاهد به میزان %23 افزایش داد. در بخش دیگر این تحقیق، بقایای باکتری رشد داده شده به جای مواد مغذی با هزینه بالا استفاده شد. این روش گامی در جهت توسعه پایدار این فرایند به شمار میرود. فاکتور مهم در رشد باکتری کلسترودیوم استوبوتیلیکوم مواد معدنی بوده که مقادیر قابل قبولی از این ترکیبات در محلول حاصل از فرایند خودکافت باکتری یافت شد. افزودن % 7 از این محلول به محیط کشت، جایگزین مؤثر برای مواد معدنی بوده و راندمان تخمیر را درسطح مشابه با مواد معدنی خارجی حفظ نمود.