تولید اتانول از ساقه سورگوم شیرین با استفاده از قارچ موکورایندیکوس به روش تخمیر حالت جامد

در این تحقیق، تولید اتانول از ساقه سورگوم شیرین به روش تخمیر حالت جامد و با استفاده از قارچ موکور ایندیکوس بررسی شد و اثر متغیرهای مختلف از جمله میزان تلقیح قارچ، دما، اندازه ذرات سوبسترا و میزان رطوبت محیط تخمیر، بر روی میزان اتانول تولیدی و میزان مصرف قند مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت. سورگوم شیرین، گیاهی کم آب و تا اندازه ای نسبت به شوری خاک مقاوم است و گونه های متفاوتی دارد که برای رشد در کشور ایران بسیار مناسب است. ساقه گیاه سورگوم شیرین دارای مقداری قند آزاد به فرم گلوکز، فروکتوز و ساکروز و بخش لیگنوسلولزی می باشد و جهت تخمیر و تولید اتانول گیاه مناسبی است. از طرف دیگر، قارچ موکور ایندیکوس با توجه به قابلیت داشتن مورفولوژی های متفاوت در شرایط مختلف، برای تخمیر ساقه سورگوم شیرین، در محیط جامد کاملا مناسب است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که اثر میزان آب در محیط، میزان نرخ تلقیح و اندازه ذرات بر روی میزان بازده اتانول تولیدی قابل توجه است اما دما تاثیر قابل توجهی ندارد. میزان مناسب رطوبت، نرخ تلقیح قارچ، اندازه ذرات و دما در فرایند تخمیر حالت جامد به ترتیب 80% (گرم آب به ازای گرم کل محیط تخمیر)، 5 گرم بر لیتر، ذراتی با اندازه 1-5/0 میلی متر و 32 درجه سانتیگراد می باشد که در این شرایط، میزان بازده اتانول تولیدی، حدود 48/0گرم اتانول به ازای هر گرم قند مصرفی است. این مقدار معادل 94% حداکثر اتانول قابل حصول تئوری است. پس از انجام تخمیر حالت جامد و جداسازی اتانول تولیدی، از بقایای گیاه سورگوم شیرین نیزکه تنها شامل بخش لیگنوسلولزی (سلولز، همی سلولز و لیگنین) است، با انجام فرایند تخمیر و هیدرولیز همزمان، اتانول تولید شده است. بهینه سازی شرایط فرایند تخمیر و هیدرولیز همزمان، با هدف رسیدن به بیشترین میزان اتانول تولیدی نشان داد که دما، میزان نسبت آنزیم های هیدرولیز کننده مورد استفاده و درصد جامد در حالت بهینه، به ترتیب 37 درجه سانتیگراد، نسبت 15:30 از آنزیم-های سلولاز و بتا گلوکسیداز و 50 گرم بر لیترسلولز اولیه می باشد. در این شرایط، میزان بازده اتانول تولیدی 44/0گرم اتانول به ازای هر گرم قند مصرف شده است که معادل 86% مقدار تئوری می باشد. در مجموع در این پژوهش در شرایط بهینه، مقدار 3/0 گرم اتانول به ازای مصرف هرگرم ماده خشک ساقه سورگوم شیرین تولید شد.