جدول ۲-۱فراوانی نسبی قندهای موجود در اجزای کربو هیدراتی چوب(%وزنی)(گلدشتاین۱۹۸۱)….۱۳
جدول۲-۲ ترکیب گونه های مختلف زیست توده های سلولزی(%وزن خشک)(گلدشتاین،۱۹۸۱)…….۱۳
جدول۲-۳ ترکیب بازدهی مواد متفاوت برای تولید بیواتانول(پواری، ۲۰۰۸)…………………………..۱۳
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
جدول ۲‑۴ مقایسه روش های هیدرولیز اسیدی………………………………………………………………۲۲
جدول۲-۵ حدود درجه حرارت های تحقیق شده دوره اقامت و غلظت اسید………………………………۲۳
جدول۲-۶ بازده تبدیلی هیدرولیزاسیدی غلیظ(بردارسایرین،۱۹۹۰)……………………………………..۲۹
جدول۲-۷ میزان بازده تولیدبیواتانول از ساقه ذرت(بالات۲۰۰۸)……………………………………….۲۹
جدول ۳-۱ نتایج بدست امده حاصل از انالیز بوسیله دستگاه hplc به قرار ریر است…………………..۳۲
جدول۴-۱ ضرایب معادله دو جذوری حاصل از تطابق داده های آزمایشی با مدل……………………..۴۹
فهرست نمودارها
نمودار ۳-۲-۱ اثر غلظت بر روی اسید استیک…………………………………………………………………………………۴۰
نمودار ۳-۲-۲اثر دما بر روی اسید استیک……………………………………………………………………………………..۴۰
نمودار ۳-۲-۳اثر زمان بر روی اسید استیک……………………………………………………………………………………۴۱
نمودار ۳-۳-۱ اثر غلظت بر روی زایلوز……………………………………………………………………………………….۴۱
نمودار ۳-۳- ۲ اثر ذما بر روی زایلوز…………………………………………………………………………………………..۴۲
نمودار ۳-۳-۳ اثر زمان بر روی زایلوز………………………………………………………………………………………….۴۲
نمودار ۳-۴-۱اثر غلطت بر روی فور فورال……………………………………………………………………………………..۴۳
نمودار ۳-۴-۲اثر دما بر روی فورفورال…………………………………………………………………………………………..۴۳
نمودار ۳-۴-۳اثر زمان بر روی فورفورال………………………………………………………………………………………..۴۴
نمودار ۳-۵- ۱اثر غلظت بر روی گلوکز…………………………………………………………………………………………..۴۴
نمودار ۳-۵- ۲اثر دما بر روی گلوکز………………………………………………………………………………………………۴۵
نمودار ۳-۵-۳ اثر زمان بر روی گلوکز…………………………………………………………………………………………….۴۵
نمودار ۴-۱ پاسخ سطحی برای غلظت گلوکز در هیدرولیز بصورت تابعی از دما وغلظت اسید بر طبق مدل…………… ۵۰
نمودار ۴-۲پاسخ سطحی برای غلظت گلوکز در هیدرولیز بصورت تابعی از زمان وغلظت اسید بر طبق مدل………………..۵۱
نمودار ۴-۳ پاسخ سطحی برای غلظت زایلوز در هیدرولیز بصورت تابعی از دما و غلظت اسید بر طبق مدل………………..۵۱
نمودار ۴-۴ پاسخ سطحی برای غلظت زایلوز در هیدرولیز بصورت تابعی از زمان وغلظت اسید بر طبق مدل……………….۵۲
نمودار ۴- ۵ پاسخ سطحی برای غلظت فورفورال در هیدرولیز بصورت تابعی از زمان وغلظت اسید بر طبق مدل…………..۵۲
نمودار ۴- ۶ پاسخ سطحی برای غلظت فورفورال در هیدرولیز بصورت تابعی از دما وغلظت اسید بر طبق مدل……………..۵۳
نمودار ۴ – ۷پاسخ سطحی برای غلظت اسیداستیک در هیدرولیز بصورت تابعی از زمان وغلظت اسید بر طبق مدل….۵۳……
نمودار ۴-۸ پاسخ سطحی برای غلظت اسیداستیک در هیدرولیز بصورت تابعی ازدما وغلظت اسید بر طبق مدل……………..۵۴
فهرست اشکال
شکل ۲-۱چرخه تولید بیو اتانول از مواد لیگنوسلولزی…………………………………………….۱۲..
شکل ۲-۲ ساختار سه نوع لگنین سخت چوب، لگنین نرم چوب و لگنین علفی…………………..۱۶..
شکل۲-۳فرآیند هیدرولیزاسید رقیق(بوردروسایرین،۱۹۹۵)۲۳………………………………
شکل۲-۴محصولات جانبی در فرایند هیدرولیز رقیق………………………………………………..۲۶
شکل۲-۵ نمایش عملیاتی راکتورانفجاری بخاری در یک مدل بسته (زیمباردی،۲۰۰۰)………….۳۲
چکیده
در این مطالعه مدلسازی هیدرولیز اسید رقیق پوست سبز گردو بعنوان یک نمونه مواد لیگنوسلولزی به منظور تولید شکر قابل تخمیر در فرایند بیواتانول مطالعه شده است. چهار پارامتر دما، زمان، غلظت اسید و جزءجامد در سه سطح مختلف بعنوان متغیر ومیزان تولید قند های شش کربنه نظیر گلوکز و پنج کربنه نظیر زایلان بعنوان محصولات اصلی و مواد بازدارنده نظیر فورفورال و اسیداستیک بعنوان محصولات فرعی و ناخواسته در نظر گرفته شده اند. واکنش در یک حمام بخار مجهز به کنترل دما و همزن انجام شده است. محصولات هیدرولیز پس از خنثی سازی و فیلتراسون و رقیق سازی توسط دستگاه کروماتورگرافی مایع[۱] اندازه گیری شده اند. جهت بررسی نقش چهار متغیر یاد شده در میزان محصولات اصلی و فرعی مطالعه شده است. سپس با در نظر گرفتن یک معادله دو مجذوری و استفاده از مدل سطحی برای بهینه سازی فرایند هیدرولیز اسید رقیق مدل شده اند. نتایج نشان می دهد که پوست سبز گردو می تواند یک منبع لیگنوسولوزی برای تولید شکر قابل تخمیر در فرایند بیواتانول است. غلظت این ترکیبات با دما افزایش می یابد. همچنین افزایش تولید گلوکز در طی زمان مشخص می باشد. زمانی که محتوی جزءجامد افزایش می یابد، غلظت گلوکز و محصولات دیگر نیز افزایش می یابد. مدل سازی و شرایط هیدرولیز قابل بهینه سازی بر اساس دما، زمان، غلظت اسید و غلظت جامد قابل بهینه سازی است.
کلمات کلیدی :
مدل سطحی – بهینه سازی – هیدرولیز – اسید رقیق – پوست سبز گردو - گلوکز
فصل اول
مقدمه
۱-۱بیواتانول چیست؟
اتانول با فرمول بسته C2H5OH از گروه آلکالهای آلی است که در حالت معمولی مایعی بی رنگ با بویی ویژه است. قابلیت حل شدن اتانول در آب زیاد است بطوریکه به هر نسبتی با آب مخلوط می شود. نقطه جوش آن ۳/۷۸ و نقطه انجماد آن_۱۱۵ است . دانسیته نسبی آن در ۲۰ درجه سانتیگراد ۷۸/۰ است. الکلها سمی هستند و اتانول از لحاظ پزشکی، از الکلهای دیگر سمیت کمتری دارد. در شرایط عادی، اتانول یک مایع فرار، قابل اشتعال، صاف و بی رنگ بوده که هم در آب و هم در حلال های غیر قطبی محلول می باشد.
بیواتانول که سوختی با طبیعت کربنی است، با فرمول CH3-CH2-OH(اتیل الکل)می توانند تا بیش از ۷۰% از گازهای گلخانه ای آزاد شده را کاهش دهد. این سوخت دارای عدد اکتان بالاتر از (۱۰۸)محدوده اشتعال پذیری گسترده تر گرمای تبخیر بالاتری نسبت به بنزین دارد. به علت وجود اکسیژن بالا باعث کاهش انتشار گاز در موتور های احتراق میگردد.
از معایب بیواتانول دانسیته انرژی پایین تری نسبت به بنزین دارد(بیواتانول ۶۶درصد انرژی بنزین را دارد)، خورندگی، تابندگی مشعل کمتر، فشار بخار پائین تر، (استارت سرد را مشکل می سازد)، اختلاط پذیری با آب و سمیت برای اکوسیستمها می باشد. برخی ویژگیها در جدول ۱-۱ نشان داده شده است.
جدول ۱-۱:مقایسه سه ماده قابل اشتعال اتانول، بنزین، گازوییل
