بهینه سازی فرایند تولید اسید سیتریک از تفاله سیب با استفاده از قارچ آسپرژیلوس نایجر در تخمیر حالت جامد با استفاده از تکنیک آماری طرحهای عامل (فاکتوریل)

اسید سیتریک از اسیدهای آلی است که به دلیل مزایای آن بطور گسترده ای در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. برای تولید اسید سیتریک از سوبستراهای مختلفی مانند تفاله سیب و میکروارگانیسم هایی مانند قارچ ها استفاده می شود. در این پژوهش از قارچ آسپرژیلوس نایجر و کشت حالت جامد برای تولید اسیدسیتریک استفاده شد. برای این منظور از بیوراکتورهای ستونی با طول 1 متر و قطر داخلی 16 سانتی متر با سه بستر ثابت استفاده شد. از روش های طراحی آزمایش کسری از فاکتوریل کامل (تاگوچی) و روش پاسخدهی سطحی (rsm) برای بررسی عوامل موثر و بهینه سازی محیط کشت استفاده شد. در آزمایشات 4 عامل نرخ هوادهی، ارتفاع بستر، اندازه ذرات و درصد رطوبت بستر در سه سطح مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا از روش تاگوچی استفاده شد که تولید g/kg 124 و بازده 80% را منجر شد. در این روش عامل های شدت هوادهی، اندازه ذرات، ارتفاع بستر و میزان رطوبت به ترتیب مهمترین عامل های موثر بر میزان تولید اسید سیتریک با خطای 9% تخمین زده شد. برای ارزیابی دقیق تر نتایج و بدست آوردن شرایط بهینه از روش پاسخ دهی سطحی (rsm) استفاده شد. روش rsm به مانند روش تاگوچی میزان هوادهی، اندازه ذرات، ارتفاع بستر و میزان رطوبت را به ترتیب از مهمترین پارامترهای موثر بر راندمان بدست آورد. حداکثر تولید نیز در این روش g/kg 127 بدست آمد که راندمان 82% را نشان می دهد. این روش حداکثر میزان تولید را در شرایط بهینه g/kg 5/133 گزارش می دهد. مقایسه نتایج پیش بینی شده توسط این روش با مقادیر واقعی نشان از تناسب خوب نتایج پیش بینی شده با مقادیر واقعی دارد.