Statistical optimization of physical process[taliem.ir]

Statistical optimization of physical process variables for bio-plastic (PHB) production by Alcaligenes sp

ABSTRACT
In the present study, efforts have been made to optimize the three physical processvariables viz; pH, temperature and agitation speed for enhanced polyhydroxybutyrate (PHB) production in batch cultivation by Alcaligenes sp. which serves as precursor for bioplastic (PHB) production. Strain election was done by viable staining method using nile blue A dye. Agro-industrial by products; ane molasses and urea were used as carbon and nitrogen source for PHB production. Optimization of physical process variables was done by central composite rotatable design (CCRD) using design expert (DX 8.0.6) software.Shake flask cultivation performed under optimum physical ondition viz; 34.5 C temperature, 6.54 pH and agitation speed of 3.13 Hz, gave PHB mass fraction yield of 76.80% ondry molasses substrate and showed 98.0% resemblance with the predicted percentage yield of 77.78%. Batch cultivation further performed in 7.5 L lab scale bioreactor (working volume: 5.6 L) under optimized condition gave maximum cell biomass of 11  0.5 g L1 with a PHB content of 8.8  0.4 g L1 after 48.0 h of fermentation. Scale up study on bioreactor gave maximum PHB yield (YP/x) and productivity of 0.78 and 0.19 g L1 h, which are higher than previous reports under similar condition. Characterization of PHB wasdone by FTIR.

INTRODUCTION

 In today’s modern era of science and technology plastics havebecome one of the most widely used materials all over the world. Plastic finds enormous application in agriculture, medicine, pharmaceutical, cosmetic and food industry. Although,  plastic finds enormous applications in various sectors, its disposal poses serious threat to the environment due to its non degradable behavior. In order to overcome this problem, researchers are now focusing on development of completely biodegradable plastic such as, Polyhydroxyalkanoates (PHAs) . PHAs are water- insoluble, biodegradable storage polymers produced bymicroorganisms present in environments utilizing different renewable carbon sources . The most common PHA is polyhydroxybutyrate (PHB) which can accumulate up to 90% of the cellular dry weight in few gram negative bacteria . PHB have received increased attention because of its thermoplastic and elastomeric properties,   hich resemble those ofpetroleum-based plastics, yet they are completely biodegradable . PHB has .shown enormous applications in bone plates, .nails, screws and treatment of oesteomyelitis

چکیده

در این مطالعه تلاش شده است تا به سه عامل فیزیکی فیزیکی بهینه سازی شود؛ pH، دما و سرعت تحریک برای افزایش تولید پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) در کشت بذر توسط Alcaligenes sp. که به عنوان پیش ساز برای تولید بیوپلاستی (PHB) عمل می کند. انتخاب کرنش با استفاده از روش رنگ آمیزی زنده با استفاده از رنگ آبی آبی رنگ انجام شد. کشاورزی صنعتی توسط محصولات؛ ملاس و آنتیموان به عنوان منبع کربن و نیتروژن برای تولید PHB مورد استفاده قرار می گیرند. بهینه سازی متغیرهای فیزیکی فیزیکی با استفاده از نرم افزار طراحی مرکزی کامپوزیت قابل تنظیم (CCRD) با استفاده از نرم افزار طراحی (DX 8.0.6) انجام شد. دمای 34.5 درجه سانتیگراد، pH 6.54 و سرعت تبخیر 3.13 هرتز، عملکرد کلسیم PHB را به ترتیب 76.80 درصد از سوسپانسیون ملاس حلزون نشان دادند و درصد مشابهی را با درصد پیش بینی شده 77.78 درصد نشان دادند. کشت بوته ای بیشتر در آزمایشگاه بیولوژیک آزمایشگاهی 7.5 لیتر (حجم کاری: 5.6 لیتر) تحت شرایط بهینه انجام شد، حداکثر biomass سلولی 11. 0.5 گرم لیتر 1 با PHB 8.8؟ 0.4 گرم لیتر 1 پس از 48.0 ساعت تخمیر. مقیاس مطالعه بر روی بیوراکتور به حداکثر عملکرد PHB (YP / X) و بهره وری 0.78 و 0.19 گرم L / 1 ساعت، که بالاتر از گزارش های قبلی تحت شرایط مشابه است. تشخیص PHB توسط FTIR انجام شد.

مقدمه

امروزه عصر مدرن پلاستیک های علم و فناوری، یکی از مواد قابل استفاده ترین مواد در سراسر جهان است. پلاستیک در صنایع کشاورزی، دارویی، دارویی، لوازم آرایشی و صنایع غذایی بسیار کاربردی دارد. اگر چه پلاستیک برنامه های کاربردی بسیار زیادی در بخش های مختلف پیدا می کند، اما دفع آن به دلیل رفتار غیر قابل تجزیه آن به محیط زیست خطرناک است. به منظور غلبه بر این مشکل، محققان در حال حاضر بر روی توسعه پلاستیک کاملا تجزیه پذیر مانند Polyhydroxyalkanoates (PHAs) تمرکز دارند. PHAs پلیمریهای ذخیره سازی بیولوژیک و بیولوژیکی هستند که توسط میکروارگانیسم ها در محیط هایی با استفاده از منابع مختلف کربن قابل بازیافت تولید می شوند. شایع ترین PHA پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) است که می تواند تا 90٪ وزن خشک سلولی را در چند گرم باکتری منفی جمع کند. PHB با توجه به خواص ترموپلاستیک و الاستومری که شبیه آن پلاستیک های مبتنی بر نفت است، توجه بیشتری را به خود جلب کرده است، با این حال آنها کاملا تخریب پذیر هستند. PHB نشان داده است کاربرد های بسیار زیادی در صفحات استخوان، ناخن، پیچ ها و درمان ائستومیلیت

Year: 2013

Publisher : ELSEVIER

By : Abhishek Dutt Tripathi , Suresh Kumar Srivastava , Ravi Pratap Singh

File Information: English Language/ 7 Page / size: 1.17 KB

Download 

سال : 1392

ناشر : ELSEVIER

کاری از : Abhishek Dutt Tripathi، Suresh Kumar Srivastava، Ravi Pratap Singh

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 7 صفحه / حجم : KB 1.17

 

لینک دانلود

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟
نظری بدهید!

دیدگاهتان را بنویسید