دبس فول الصويا كمصدر لإنتاج بولي هيدروكسي ألكانات (PHA) بواسطة ثقافات ميكروبية مختلطة: آثار معدل التحميل العضوي

الملخص: بولي هيدروكسي ألكانات (PHA) هي استرات حيوية قابلة للتحلل بالكامل يتم تركيبها بواسطة الكائنات الدقيقة من مصادر كربونية قابلة للتجديد، بما في ذلك المخلفات الزراعية الصناعية. يمكن تخمير دبس فول الصويا، وهو منتج ثانوي غني بالكربوهيدرات من معالجة فول الصويا، لإنتاج أحماض عضوية مناسبة لإنتاج PHA. تشمل العملية المعتمدة لإنتاج PHA باستخدام ثقافات ميكروبية مختلطة (MMC) ثلاث مراحل: التخمير الحمضي، والتثريبي الميكروبي، وتراكم PHA. تناولت هذه الدراسة إنتاج PHA بواسطة MMC من خلال تطبيق معدلات تحميل عضوي مختلفة (OLR) في مرحلة التثريبي في مفاعل دفعي متسلسل (SBR). كانت قيم معدلات OLR الاسمية المطبقة هي 2.0، 3.5 و7.0 كغ COD م⁻³ يوم⁻¹. من بين الحالات المن evaluated، كان أفضل معدل OLR المقاس لاختيار MMC المنتجة لـ PHA هو 6.78 ± 0.37 كغ COD م⁻³ يوم⁻¹، استنادًا إلى الاستقرار في مفاعل التثريبي (F/F، 0.15 ± 0.06) وأقصى إنتاجية حجمية لـ PHA (0.15 غ PHA ل⁻¹ ساعة⁻¹) في اختبار التراكم. تم أيضًا تقييم الكتلة الحيوية من أفضل الحالات في مرحلة التراكم مع دبس فول الصويا المبلور المعزز بأهم أحماضه العضوية (حمض اللاكتيك، الحديدي، الخل، والبيوتري)، عند تركيز 79 كغ COD م−3. عند استخدام الدبس المعزز كركيزة، زادت الإنتاجية إلى 0.38 غ PHA ل⁻¹ ساعة⁻¹، مع عائد 0.48 غ COD−PHA غ COD−المحمل⁻¹ (COD القابل للذوبان)، مما يدل على تأثير إيجابي لتركيز الركيزة العالي على أداء التراكم. كان البوليمر الحيوي المنتج هو كوباولي فينيل باتيرات، مع نسب 3-هيدروكسيبوتيرات (HB) إلى 3-هيدروكسيفاليرات (HV) تتراوح من 82:18 إلى 88:12 (على أساس الكتلة) تحت ظروف غير معززة، متغييرًا إلى 65:35 (على أساس الكتلة) عند استخدام دبس الصويا المعزز.