بررسی تغییرات شیمیایی، طیفی و ریزساختاری زیست‌توده کاه گندم توسط پیش‌فرآوری ترکیبی ازن- قلیا

پیش‌فرآوری یک پیش‌نیاز برای بهبود هضم‌پذیری زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی با درجه سرسختی بالا است. با این حال، هنوز در مولفه‌های کلیدی تغییرات زیست‌توده در اثر پیش‌فرآوری‌ها، بحث‌های قابل توجهی وجود دارد. در مطالعه حاضر، مولفه‌های شیمیایی، طیفی و ساختاری زیست‌توده کاه گندم قبل و بعد از یک پیش‌فرآوری ترکیبی به‌وسیله پایش از طریق بررسی‌های شیمیایی، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس (xrd) ارزیابی شد. از یک پیش فرآوری ترکیبی ازن - قلیا برای تخریب ساختار لیگنوسلولزی کاه گندم با هدف بهبود قابلیت دسترسی به محتوای ترکیبات قندی آن استفاده شد. بدین منظور، اثر پنج متغیر نرخ تولید ازن (1، 2 و 3 گرم بر ساعت)، زمان ازن دهی (15، 30 و 45 دقیقه)، نرخ جریان ازن / اکسیژن (صفر، 3 و 6 لیتر بر دقیقه)، محتوای رطوبت کاه گندم (100، 200 و 300 درصد وزنی بر مبنای تر) و مقدار اوره (صفر، 1.5 و 3 درصد وزنی) بر چهار پاسخ محتوای دیواره سلولی (ndf)، دیواره سلولی بدون همی سلولز (adf)، لیگنین (adl)، ph و همبستگی آن ها با روش سطح پاسخ (rsm) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دو متغیر نرخ جریان و محتوای رطوبت بیشترین درصد تاثیرگذاری در اکثر پاسخ ها را به خود اختصاص دادند. بالاترین همبستگی ها بین دو پاسخ ph با ndf )0.90(r^2 = و adl با ndf )0.64(r^2 = به دست آمد. شرایط بهینه در نرخ تولید ازن 3 گرم بر ساعت، زمان 45 دقیقه، نرخ جریان ازن/اکسیژن 3.5 لیتر بر دقیقه، رطوبت 100 درصد وزنی و مقدار اوره 3 درصد وزنی به دست آمد و در این شرایط، کاهش معنی داری در محتوای همی سلولز (56.9 درصد)، لیگنین (50 درصد) و ph (55.76 درصد) بدون اختلاف معنی دار در سلولز نسبت به نمونه بدون پیش فرآوری مشاهده شد. نتایج تحقیق حاضر، کارایی بالای پیش‌فرآوری پیشنهادی را در تخریب الیاف دیواره سلولی کاه گندم در دما و فشار محیط به اثبات رساند. ارتباط بین تغییرات طیفی و ساختاری کاه گندم با یافته‌های آزمایشی از طریق نتایج آزمایش sem و xrd تایید شد. یافته‌های ما یک درک بهتری از تاثیر پارامترهای عملیاتی بر هضم‌پذیری کاه گندم را فراهم کرد که به‌آسانی با استفاده از روش پیشنهادی ترکیب ازن - قلیا بهبود یافت.