تولید زیست اتانول از باگاس نیشکر آب کافت شده با استفاده از کشت هم زمان ساکارومایسس سرویزیه و پیکیا استیپیتیس

امروزه به دلیل تقاضای رو به رشد سوخت های مایع از یک طرف و پدیده گرم شدن زمین و اثرات زیست محیطی سوخت های فسیلی از طرف دیگر، شاهد تمایل بیشتر به انرژی های تجدید پذیر هستیم. در این میان، زیست اتانول تولیدی از مواد لیگنوسلولزی، توجه بیشتری به خود جلب کرده است. در ایران سالانه بیش از دو میلیون تُن باگاس نیشکر از بین می رود. بنابراین باگاس نیشکر به عنوان ماده اولیه مناسب می تواند برای تولید اتانول استفاده شود. در این پژوهش در مرحله اول، پیش تیمار باگاس نیشکر برای رسیدن به تولید قند بیشتر و مواد بازدارنده کمتر، بهینه سازی شد. عوامل موثر دمای پیش تیمار و زمان ماند برای بهینه سازی آب کافت در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج به دست آمده شرایط بهینه پیش تیمار دمای 161 درجه سانتیگراد و زمان ماند 1.5 دقیقه حاصل شد. در ادامه برای تولید اتانول از آب کافته باگاس، محیط کشت تخمیری پیکیا استیپیتیس بهینه شد. در این مرحله با محیط کشت حاوی 10 گرم بر لیتر شربت ذرت خیسانده، 2 گرم بر لیتر دی آمونیوم هیدروژن فسفات، 2 گرم بر لیتر اوره، 0.5 گرم بر لیتر منیزیم سولفات و 0.5 گرم بر لیتر پتاسیم دی هیدروژن فسفات، بیشینه مقدار اتانول به 6 گرم بر لیتر رسید. کشت هم زمان ساکارومایسیس سرویزیه و پیکیا استیپیتیس در فلاسک های 100 میلی لیتری با در نظر گرفتن نسبت سلول های پیکیا استیپیتیس به ساکارومایسیس سرویزیه، تعداد کل سلول و حجم محیط کشت برای سه محیط تخمیری از جمله آب کافته همی سلولز، آب کافته زی مایه ای و مخلوط آن دو انجام شد. نتایج نشان داد که در تخمیر آب کافته همی سلولز و مخلوط آب کافته ها، کشت پیکیا استیپیتیس از کشت هم زمان بهتر است، در حالی که شرایط بهینه کشت هم زمان آب کافته زی مایه ای در نسبت سلولی پیکیا استیپیتیس به ساکارومایسیس سرویزیه 85 به 15 و تعداد سلول 8^10*6.8 و حجم 75 میلی لیتر حاصل شد. بررسی کشت متوالی ساکارومایسیس سرویزیه و سپس پیکیا استیپیتیس نشان داد که تولید اتانول این دو مخمر از تخمیر پیکیا استیپیتیس اتانول کمتری تولید می کند. با اضافه کردن مواد مغذی اولیه به مرحله دوم کشت متوالی و نیز تقطیر اتانول از آن، مقدار کلی اتانول تولیدی افزایش یافت. مدل سازی سینتیکی تخمیر پیکیا استیپیتیس با استفاده از چهار معادله رشد انجام شد. مدل ها به خوبی با داده های تجربی برازش شدند و ضرایب مربوط به هر مدل تعیین شد.