تولید پلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات توسط باکتری ralostonia eutropha h16 از پساب کارخانجات صنعتی

پلی هیدروکسی بوتیرات (phb) یک پلیمر قابل تجزیه با کاربردهای فراوان در پزشکی و صنعت می باشد. بنابراین امروزه توجه زیادی به این نوع پلیمر شده است.قیمت این پلیمر ها در مقایسه با پلاستیک های سنتز شده پتروشیمیایی بسیار بالاست و تولید آنها را دچار مشکل کرده است.قسمت عمده ای از هزینه تولید phb مربوط به فرایند تخمیر , سوبسترا و استخراج محصول درون سلولی است. بطوریکه حدود 35% قیمت تمام شده مربوط به منبع کربن و 40% آن مربوط به فرایند های استخراج و جداسازی می باشد. با توجه به اهمیت تولید این دسته از بیوپلیمر ها , ارائه راه کارهایی به منظور کاهش هزینه های تولید آنها امری ضروری بنظر می رسد. هدف اصلی این پژوهش بهینه سازی فرایند تولید پلی هیدروکسی بوتیرات از سوبسترای ارزان قیمت به منظور کاهش هرچه بیشتر هزینه های تولید است. بدین منظور در ابتدا سوبستراهایی انتخاب شد(پساب شیر , آب پنیر , پساب گلاب و پساب رب) که به میزان زیاد در دسترس می باشند. عمل تخمیر با بکارگیری ترکیبی از سوبستراهای ارزان قیمت و محیط کشت lb (60% پساب + 40% محیط کشت) در حضور ریز سازواره ralstonia eutropha h16 (سویه معرفی شده صنعتی ) انجام گرفت. با توجه به اینکه در ترکیب سوبستراهای انتخاب شده ( پساب شیر , آب پنیر , پساب گلاب و پساب رب) فاکتور های موثر برای رشد و تولید پلیمر phb موجود می باشد. لذا در ترکیب محیط کشت تخمیری از منابع نمک های معدنی و سایر افزودنی ها که هزینه ی تولید را بالا می برد به میزان بسیار اندک استفاده شده است. تولید پلی هیدروکسی بوتیرات با چندین روش مانند رنگ آمیزی سودان و نارنجی آکریدین تایید گردید و پلیمر مربوطه تحت میکروسکوپ نوری و فلورسانس مشاهده گردید. دستگاه ftir نیز برای تشخیص پیک حضور پلیمر مورد استفاده قرار گرفت. فاکتورهای متعددی برای بهینه سازی تولید phb در پساب شیر در نظر گرفته شد مانند: ph ( 7، 8 ،9 و 10) دمای (30 و 37 درجه سلسیوس) هوادهی (150 و 200 rpm) و نسبت کربن به نیتروژن (1/1 4/1 و 8/1). نهایتآ بعد از بدست آمدن شرایط بهینه برای تولید phb ، تاثیر میدان مغناطیسی 3/0 تسلا بر افزایش میزان تولید phb مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین میزان تولید پلیمر توسط پساب شیر در دمای 37 درجه و ph , 9 و میزان هوادهی 200rpm و نسبت منبع نیتروژن به کربنn/c) (:1/4 به میزان 2.47g/l تولید گشت. در شرایط محدودیت منبع نیتروژن این میزان با 5% افزایش به 2.91g/l رسید. تحت شرایط میدان مغناطیسی میزان تولید پلیمر به شدت افزایش یافته و به 4.42g/l رسید. کاهش هزینه های استخراج این محصول درون سلولی یکی از راهبردهای مهم در کاهش قیمت تمام شده phb می باشد . با افزایش درصد پلیمر در سلول هزینه ی بازیافت به نحو چشمگیری کاهش می یابد.با اعمال میدان مغناطیسی خارجی به محیط کشت درصد پلیمر در سلول به میزان 28% افزایش یافت. این افزایش تجمع , به نحو چشمگیری در کاهش هزینه فرایند جداسازی موثر خواهد بود. کلمات کلیدی: پلی هیدروکسی بوتیرات , پساب کارخانجات , پلیمر های زیست تخریب پذیر , بهینه سازی، میدان مغناطیسی