Hububat ve bakliyat atıklarından astaksantin pigmentinin katı hal fermentasyonu ile üretimi ve simulasyon ile tekno-ekonomik analizi

Bu tezde, buğday, pirinç ve mercimek atıklarından Yamadazyma guilliermondii ATCC 90197, Yarrowia lipolytica ATCC 24060, Xanthophyllomyces dendrorhous ATCC 24202 ve Sporidiobolus salmonicolor ATCC 24259 mayaları ile katı hal fermantasyonu uygulayarak astaksantin pigmentinin üretimi amaçlandı. Atık ve maya fermantasyon sistemi için sıcaklık, pH ve nem içeriği parametreleriyle 17 deney içeren Box-Behnken deneysel tasarım matrisi oluşturuldu. Deneysel sonuçlar, yüzey cevap metodolojisiyle en yüksek astaksantin miktarını elde etmek için modellendi ve optimize edildi. Buğday kepeği kullanılarak X. dendrorhous tarafından 20 ° C sıcaklık, pH 3.5 ve % 90 nem içeriğinde 109.23 μg astaksantin/g kuru atık üretildi. Optimum fermantasyon koşullarının sonuçları deneysel ve istatistiksel analizlerle doğrulandı. Optimum sistem için ürün oluşumu, substrat tüketimi ve mikrobiyal büyüme ölçümleri ile kinetik çalışmalar gerçekleştirildi. Verimliliği belirlemek için batch sistemlerinde verim katsayıları hesaplandı. SuperPro Designer simülasyon programı ile optimum sistem için bir tesis tasarımı önerildi ve ekonomik parametreler analiz edildi. Temel alınan durum için tesisin toplam sermaye yatırımı 22.308.000 $ olarak belirlendi. Astaksantin üretiminin geri ödeme süresi 4,92 yıl olarak hesaplandı. Astaksantin üretmek için kırılma noktası 4.799,91 kg/batch olarak hesaplandı. Ekonomik değerlendirmeler sonucunda, prosesin X. dendrorhous ile buğday kepeğinden astaksantin üretimi için uygulanabilir bir alternatif olduğu ortaya çıktı.