تحقیق تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

تحقیق تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۹۰  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود تحقیق تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

فهرست مطالب

دیباچه ۱
فصل اول: شناخت کلی اسید سیتریک ۲
مقدمه ۳
۱-۱) پیشینه ۴
۱-۲) سوبستراهای استفاده شده بای تولید اسید سیتریک ۶
۱-۳) خواص فیزیکی اسید سیتریک ۷
۱-۴) خواص شیمیایی اسید سیتریک ۱۱
۱-۵) منابع طبیعی اسید سیتریک ۱۳
۱-۶) کاربرد اسید سیتریک ۱۵
۱-۷) مشتقات اسید سیتریک ۲۰
۱-۷-۱) نمکها ۲۰
۱-۷-۲) استرها ۲۱
فصل دوم: بیوشیمی تخمیر و متابولیسم تولید اسید سیتریک ۲۳
۲-۱) بیوشیمی تخمیر ۲۴
۲-۲) بیو شیمی تخمیر ۲۴
۲-۲-۱) تشکیل اسید سیتریک از پیرووات ۲۷
فصل سوم: روشهای تولید اسید سیتریک ۳۱
۳-۱) M.O های مولد اسید سیتریک ۳۲
۳-۱-۱) مخمرها ۳۳
۳-۱-۲) آسپرژیلوس نایجر ۳۳
۳-۱-۲-۱) روش جداسازی سویه A.niger مولد اسید سیتریک ۳۴
۳-۱-۲-۲) شناسایی اختصاصی A.niger 35
3-2) روش کشت سطحی ۳۷
۳-۳) روش کشت غوطه‌ور ۳۷
۳-۴) تخمیر در بستر جامد ۳۸
۳-۴-۱) روش تخمیر کوجی ۳۸
۳-۵) تأثیر شرایط محیطی بر تولید اسید سیتریک ۳۹
۳-۵-۱) شرایط تغذیه‌ای A.niger 39
3-5-2) تأثیر فلزات trace در تولید اسید سیتریک ۴۰
۳-۵-۳) تأثیر نیتروژن و فسفر در تولید اسید سیتریک ۴۰
۳-۵-۴) تأثیر متانول در تولید اسید سیتریک ۴۱
فصل چهارم: تخمیر در بستر جامد (SSF) 42
4-1) تعریف کشت حالت جامد ۴۳
۴-۲) تفاوتهای اساسی بین کشت حالت جامد و کشت غوطه ور ۴۴
۴-۳) مقایسة کشت حالت جامد با سایر فرآیندهای تخمیری ۴۶
۴-۴) مزایایی سیستم کشت حالت جامد ۴۸
۴-۵) معایب سیستم کشت حالت جامد ۴۸
۴-۶) مراحل اصلی فرآیند کشت حالت جامد ۴۹
۴-۷) پارامترهای مؤثر بر فرایند SSF در تولید اسید سیتریک ۵۰
فصل پنجم: کاه گندم ۵۲
۵-۱) تعریف کاه و ویژگیهای ساختاری ۵۳
۵-۱-۱) کربوهیدراتهای ساختمانی ۵۴
۵-۱-۱-۱) سلولز ۵۴
۵-۱-۱-۲) همی سلولز ۵۵
۵-۱-۱-۲) لیگنین ۵۵
۵-۲) ترکیب شیمیایی کاه گندم ۵۹
۵-۳) پیش تیمار (Pretreatment) کاه گندم ۵۹
۵-۳-۱) روشهای فیزیکی پیش تیمار کاه گندم ۶۰
۵-۳-۱-۱) پیش تیمار کاه گندم با بخار ۶۰
۵-۳-۲) روشهای شیمیایی پیش تیمار کاه گندم ۶۱
۵-۳-۲-۱) پیش تیمار کاه با اوره ۶۳
۵-۳-۳) پیش تیمار بیولوژیکی کاه گندم ۶۳
فصل ششم: جداسازی و خالص‌سازی اسید سیتریک ۶۴
۶-۱) استخراج اسید سیتریک ۶۵
۶-۱-۱) فروشویی (Leaching) 65
6-1-2) روش رسوبگیری ۶۶
۶-۱-۳) روش استفاده از استخراج با حلال ۶۸
۶-۱-۴) روش استفاده از غشاء ۶۹
۶-۱-۵) مقایسه بین روشهای مختلف جداسازی اسید ۷۰
۶-۲) خالص سازی اسید سیتریک ۷۱
فصل هفتم: بررسی جنبة اقتصادی ۷۳
۷-۱) کشورهای عمدة‌ تولید کننده و مصرف کنندة محصول ۷۴
۷-۲) اهمیت اقتصادی طرح ۷۴
۷-۳) میزان واردات اسید سیتریک ۷۵
۷-۴) واحدهای تولیدی و واحدهای در دست اجرای اسید سیتریک ۷۸
منابع مورد استفاده ۸۱

 

منابع مورد استفاده:

۱- بیوتکنولوژی- میکروبیولوژی صنعتی، تألیف:‌ ولف کروگر- آنالیز کروگر، مترجمان: دکترسید علی مرتضوی- مهندس مهدی کریمی- مهندس رسول کدخدایی- مهندس سعید رحیمی یزدی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.

۲- میکروبیولوژی صنعتی، تألیف: اختر الملوک کاظمی و سیری (۱۳۷۲) دانشگاه صنعتی شریف.

۳- بیوتکنولوژی صنعتی، تألیف: دکتر سید عباس شجاع الساداتی، دانشگاه تربیت مدرس

۴- مبانی بیوتکنولوژی و میکروب‌شناسی صنعتی، تألیف:‌ دکتر حسن لامع و دکتر محمد رضا احسانی، دانشگاه آزاد اسلامی (۱۳۷۵)

۵- بیوتکنولوژی میکروبی، تألیف: محمد رضا صعودی، دکتر فریدون ملک زاده، دکتر شیرین ملک زاده، دانشگاه تهران (۱۳۸۰)

۶- تکنولوژی آماده‌سازی و نگهداری غلات، تألف:‌ دکتر ناصر رجب زاده (۱۳۷۵)

۷- مبانی فناوری غلات، تألیف دکتر ناصر رجب زاده، دانشگاه تهران (۱۳۸۰)

۸- غلات       تألیف: ناصر خدا بنده           دانشگاه تهران

۹- گندم        تألیف:‌ هادی کریمی

۱۰- سالنامة آمار بازرگانی خارجی جمهوری اسلامی ایران سالهای ۸۲-۱۳۷۷

۱۱- آمار وزارت صنایع (۱۳۸۳)، وزارت صنایع تهران

۱۲- سید صفاعلی فاطمی، سید عباس شجاع الساداتی، «بهینه‌سازی تولید اسید سیتریک با استفاده از طراحی آزمایشها در روش تخمیر حالت جامد با بکارگیری A.niger،‌ دانشگاه تربیت مدرس، امیر کبیر، سال یازدهم، شماره ۴۳٫

۱۳- سید صفا علی فاطمی، سید عباس شجاع الساداتی،‌ «تولید اسید سیتریک از تفاله سیب با استفاده از تخمیر حالت جامد، مقالات علمی پژوهشی،‌ سال هجدهم ، شماره یک و دو (۱۳۷۸)

۱۴- Y.D. Hang, E. E. Woodams, “A process for leaching citric acid from apple pomace fermented with A.nigr in SSF”, MIRCEN jornal, (1989), 5, 379-382.

15- Y.D. Hang, E. E. Woodams, “Solid state fermentation of apple pomace for citric acid production.” MIRCEN jornal, (1986), 2, 283-287

16- S.A. shojaosadati, V. Babaeipour. “Citric acid production from apple pomace in multi- layer Packed bed solid- state bioreactor.”, process Biochemistry 37. (2002), 909-914.

17- W.Q.XU, Y.D. Hang, “Roller culture techni que for citric acid production by A.niger”, process Biochemistry, (1988)

18- Y.D. Hang. “Microbial production of citric acid in fixed- bed column. Bioreactors”, Biotechnology letters, Vol 10, No.6 421-426 (1988)

19- Y. D/ Hang, E.E. woodams, “utilization of grape pomace for citric acid production by SSF.” , Am.j Enol.vitic, vol/.37 , No.2, (1986)

20- Y.D. Hang, E.E. woodams, ‘production of cirtic acid from corncobs. By A.niger”. , Bioresource technology 65 (1998) 251-253.

21- T. Roukas, P. Kotze kidou, ‘Pretreat ment of date syrup to increase citric acid production”. Enzyme and Microbial technology 21, 273-276 (1997) .

22- Al- obaidi, “The use of deionised date syrup as a substrate for citric acid production.”, Biote chnology letters, (1979), 1, 153-158.

23- V.S. shankaranad, B. K. Lonsane, “coffee- husk; an inexpen sive subtrate for production of citric acid by A.niger in SSF.”, Jornal of microbiology & Biotechnology 10, 165-168, (1994)

24- P.S. randenberghe, C. R. soccol, A. pandey, J. M. Lebeault, “SSF for the synthesis of citric acid by A.niger.”,  Bioresource Technology 74, (2000), 175-178

25- S.K. Khare, Krishna Jha, A.P. Gandhi, ‘citric acid production from okaraybg SSF.”, Biore source Teehnology 54 (1995), 323-325.

26- M. Y. Lu, I. S. Maddox, J. D. Brooks, “Application of a multi- Layer Packed- bed reactor to citric acid production in SSF using A. niger.”, process Biochemistry, vol. 33, No.2 PP.117-123, (1998)

27- M.Y. Lu, j.P.Brooks, I. S. Maddox, ‘citric acid production by SSF in a packed – bed reactor using A.niger.”, Enzyme and Microbial Technology 21, 392-397, (1997)

28- T. Roukas, P. Kotzekidou, “production of citric acid from Brewery wastes by surface fenmentation using A.niger.”, journal of food science- 225, vol. 51 No. 1, (1986)

29- T. Roukas, E. Alichanidis, “citric acid production from beet molasses by cell recycle of A.niger,”, Indus trial Micobiology, 7 (1991), 71-74.

30- G.N. Q azi, C. N. Gaind, S.K. chaturred, “pilot – scale citric acid production with A.niger under several conditions.”, jornal of fermentation and bioengineering, vel. 69, No. 1,72 – ۷۴, (۱۹۹۰)

۳۱- اطلاعات اولیه مورد نیاز طرح تولید اسید سیتریک،‌ وزارت صنایع،‌ معاونت توسعة صنعتی ، میترا رزمجو (۱۳۷۷)

۳۲- قارچ شناسی پزشکی، تألیف: دکتر مسعود امامی، دکتر پریوش کردبچه،‌ دکتر مهین مقدمی،‌ دکتر فریده زینی، انتشارات دانشگاه تهران،‌ (۱۳۷۳).

دیباچه

تولید اسیدهای آلی به دلیل کاربرد وسیع آنها در صنایع مختلف از دیرباز مورد مطالعه و بررسی بوده است.

از جمله اسیدهای آلی مورد استفاده، اسید سیتریک است که دارای مصارف متعددی در صنایع غذایی، دارویی، بهداشتی و سایر صنایع می‌باشد که به دلیل غیرسمی بودن، اسیدیتة مناسب، قابلیت بافری و . . .  هر سال به مقدار %۲-۳ بر میزان مصرف آن افزوده  می‌گردد.

از اولین کشورهایی که در این زمینه تلاش کردند، ایتالیا، آمریکا، انگلستان و چند کشور اروپایی بودند که در قرون ۱۸ و ۱۹ به روش شیمیایی اقدام به این عمل نمودند و تقریباً از اوایل قرن ۲۰ روشهای بیوتکنولوژی در سراسر دنیا رایج شدند که هنوز هم کاربرد دارند.

ابتدا روش بستر جامد برای تولید آن استفاده می‌شد ولی به تدریج روش غوطه وری جایگزین روشهای قبلی شد زیرا در روش غوطه‌وری کنترل بهتر و آسانتر صورت گرفته و نیز شرایط کار بهتر و راندمان بیشتر می‌باشد. مجدداً پس از طی چند دهه روش بستر جامد برای تولید این اسید به دلیل امکان استفاده از ضایعات فراوان و ارزان کشاورزی به عنوان سوبسترا رواج یافت. به هر حال در سالهای اخیر تلاشهای فراوانی برای اصلاح گونه‌های میکروبی مولد اسید سیتریک مخصوصاً آسپرژیلوس نایجر صورت گرفته و از جهت افزایش راندمان تولید و استخراج اسید نیز مورد توجه بوده است.

مقدمه

اسید سیتریک یک تری کربوکسیلیک اسید ۶ کربنه با فرمول ساختمانی زیر است:

نام شیمیایی آن، ۲- هیدروکسی ۱ و ۲ و ۳ پروپان تری کربوکسیلیک اسید است.

فرمول شیمیایی:

اسید سیتریک جزء طبیعی و متابولیت مشترک گیاهان و حیوانات است و به صورت خیلی  گسترده در صنایع غذایی، نوشیدنی و دارویی و غیره استفاده می‌شود. به علت دارا بودن گروههای عاملی مختلف و قابلیت زیست تخریب پذیری، اسید سیتریک و نمکهای آن (عمدتاً Na و K ) کاربردهای صنعتی خیلی زیاد در زمینه‌های مختلف دارند.

۱-۱) پیشینه:

این اسید اولین بار در سال ۱۷۸۴ توسط Scheel از آبلیمو جداسازی و کریستالیه شد. اولین بار به طور تجاری در سال ۱۸۲۶ توسط John و Edmond sturge در انگلستان تولید گردید. در سال ۱۸۶۹ در انگلستان از کلسیم سیتریت وارده در ایتالیا تهیه گردید. سیترات کلسیم را یک کارتل دولتی ایتالیا به نرخ بالایی فروخته بود. این قیمت بالا توسعة خرید سیترات کلسیم و تولید اسید سیتریک را به تعویق انداخت. در سال ۱۸۸۰ اسید سیرتیک توسط Adam و Grimux سنتز شد. از آن زمان تا حال روشهای سنتزی متعددی ارائه شده‌اند که هیچ کدام به تولید صنعتی نرسیده‌اند و دلیل آن بازدهی کم و عدم توجیه اقتصادی این روشها نسبت به سایر روشهای تولید است. شروع تولید اسید سیتریک به روش تخمیر به سال ۱۸۹۳ بر می گردد. زمانی که wehmer (گیاه‌شناسی آلمانی) تشخیص داد که اسید سیتریک متابولیت کپکهای سیترومایسس ففریا نیز (citromyces pfefferionis) و سیترومایسس گلابر (glaber) است.

کوشش های زیاد wehmer برای تولید اسید سیتریک ناموفق بوده‌اند تا اینکه کوری در سال ۱۹۱۷ تولید انبوه اسید سیتریک به روش تخمیر سطحی را با آسپرژیلوس نایجر پایه‌گذاری کرد. بعداً کوری به چاس فیرز پیوست و در سال ۱۹۲۳ کارخانة تولید اسید سیتریک به روش جدید را راه‌اندازی کردند. این تخمیر با رشد میکروارگانیسم به صورت کشت سطحی همراه بود. تولید میکروبی اسید سیتریک با روش کشت سطحی ادامه یافت تا اینکه اولین بار در سال ۱۹۵۱ فرآیند تخمیر غوطه‌وری پیشرفته در ایالت متحده امریکا توسعه داده شد. ابداع این فرآیند تحول عمده ای در تولید اسید سیتریک ایجاد کرد.

از سال ۱۹۶۵ به بعد پیشرفت به سمت معرفی فرآیندهایی بود که در آن زمان از مخمرهای خاصی برای تولید اسید سیتریک استفاده شد. در این فرآیندها ابتدا از کربوهیدراتها و سپس از آلکانهای نرمال استفاده می‌شد. البته زمانی که هیدروکربنها به عنوان مادة خام استفاده می شدند، محصولات نفتی ارزان بودند و طبیعتاً تولید اسید در  آن شرایط از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بود به طوری که چاس فیرز پس از یک دوره استفاده از هیدروکربن به سمت استفاده از کربوهیدراتها تغییر جهت داد. علاوه بر این، شرکت Liquichimica در ایتالیای جنوبی کارخانة دیگری با ظرفیت تولید سالیانه ۵۰ تن سیتر ات سدیم از آلکانهای نرمال، تأسیس کر د که پس از دورة کوتاهی تعطیل شد. علاوه بر دو روش تخمیر سطحی و غوطه‌ور، روش کشت حالت جامد نیز برای تولید اسید سیتریک قابل استفاده است. از این روش بیشتر در کشورهای آسیایی جنوب شرقی استفاده می شود. به طوری که هم اکنون ۲۰% اسید سیتریک مصرفی ژاپن از این روش تولید می شود. در سه دهه اخیر تمایل فزاینده‌ای برای استفاده از مواد خام جامد و کم ارزش صورت گرفته است.

۱-۲) سوبستراهای استفاده شده برای تولید اسید سیتریک

سوبسترا

سال تولید اسید

ملاس و با گاس هندی

۱۹۷۷

شیرة خرما

۱۹۷۷

تفالة سیب

۱۹۸۴ و ۱۹۸۸

تفالة انگور

۱۹۸۶

پوست کیوی

۱۹۸۷

لجن فشردة نیشکر

۱۹۹۲

ضایعات قهوه

۱۹۹۳

ضایعات آناناس

۱۹۹۴

Kumara

1997 و ۱۹۹۸

Carob pod

1999

ضایعات کارخانة تولید صدف

۱۹۹۷

چوب ذرت

۱۹۹۸

Cassave bagasse

2000

Okara

1996

ضایعات کارخانة آبجوسازی

۱۹۸۶

ملاس چغندر قند

۱۹۹۱

روغن آفتابگردان

۲۰۰۳

نشاستة خام

۲۰۰۲

n-paraffin

2004

آب پنیر

۱-۳) خواص فیزیکی اسید سیتریک

اسید سیتریک بی‌آب به صورت کریستالهای شفاف بی‌رنگ یا پودر کریستالی سفید است که به طبقه بلورهای منظم الاضلاع سیستم حاوی سه محور غیرمساوی با تقاطع اریب تعلق دارد. هر دو شکل تحت شرایط رطوبت معمولی وجود دارند، آبگیری از شکل تک آبه در هوای خیلی خشک اتفاق می افتد و تحت خلأ در حضور اسید سولفوریک غلیظ این عمل سریعتر رخ می دهد. بلورهای بدون آب به تدریج در هوای مرطوب، آب را جذب می نمایند.

هر دو فرم بلورین تشکیل کلوخه داده و در هوای مرطوب سخت می شوند.

حلالیت اسید سیتریک در آب تابعی از دماست . PH محلولهای اسید سیتریک به صورت تابعی از غلظت در شکل (۱-۲) نشان داده شده است. نقاط انجماد و جوش محلولهای اسید سیتریک نیز  در جدول (۱-۱) داده شده است. ثوابت تفکیک اسید در  به قرار زیر می‌باشند:

    

90,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

مطالب پیشنهادی:
  • پایان نامه تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد
  • برچسب ها : , , , , , , , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید
    

    جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

    سبد خرید

    • سبد خریدتان خالی است.

    دسته ها

    آخرین بروز رسانی

      جمعه, ۱۹ آذر , ۱۳۹۵
    
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.