پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآتها وبررسی امکان استفاده آنها در نانوکامپوزیتهای پلیمری

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه تولید بیو پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآتها وبررسی امکان استفاده آنها در نانوکامپوزیتهای پلیمری دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:173

پایان نامه دوره دکتری رشته مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                                         صفحه
مقدمه ......................................................................................................................................................1
فصل اول- مروری بر مطالعات پیشین
1-1- میکروارگانیسم¬های تولیدکننده پلی¬هیدروکسی¬آلکانوات¬ها ............................................................ 7
 1-2- کوپلیمرهای هیدروکسی¬آلکانوات  ..............................................................................................11
1-3- نحوه سنتز بیوپلیمرهای هیدروکسی-آلکانوات.................................................................................14
1-4- منابع ارزان¬قیمت کربنی در تولید پلیمرهای PHA ........................................................................15
1-5- سنتز پلی¬هیدروکسی¬آلکانوات¬ها در گیاهان...................................................................................16
1-6- اندازه¬گیری کمی بیوپلیمرها..........................................................................................................18
1-7- خواص فیزیکی و موارد استفاده پلیمرهای زیستی......................................................................... 19
1-8- قابلیت تجزیه¬پذیری پلی¬هیدروکسی¬آلکانوات-ها............................................................................21
1-9- فرایند تولید پلی هیدروکسی آلکانوآتها........................................................................................23
1-9-1- فرایند  غیر پیوسته....................................................................................................................23
1-9-2- فرایند نیمه پیوسته و پیوسته.......................................................................................................24
1-10- مدل سینتیکی رشد میکروارگانیسم.............................................................................................28
1-10-1- بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته..............................................................................31
1  -11- تعیین ضریب انتقال اکسیژن  دربیوراکتور..................................................................................33
1-11-1- روشهای اندازه گیری   ...................................................................................................33
1-12- استفاده پلی¬هیدروکسی¬آلکانوات¬ها در صنایع ...............................................................................36
1-13- کاربرد بیوپلیمر ها در نانوکامپوزیتهای پلیمری..............................................................................39
1-13-1-  انواع نانوکامپوزیتهای پلیمری ................................................................................................39
1-13-2- روش های ساخت نانوکامپوزیتهای پلیمری .............................................................................41

فصل دوم- مواد و روش ها
2-1- میکروارگانیسم..............................................................................................................................45
2-2- انتقال میکروارگانیسم از حالت یخ خشک به محیط کشت اولیه......................................................47  
2-3- محیط نگهداری............................................................................................................................47
2-4- محیط کشت تلقیح.......................................................................................................................48
2-5- محیط کشت تخمیر......................................................................................................................48
2-6- آماده سازی کشت تلقیح..............................................................................................................49
2-7- شرایط تخمیر ونمونه برداری........................................................................................................49
2-8-  تهیه منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی- جذب....................................................................50
2-9-  تهیه منحنی¬های کالیبراسیون جهت تعیین مقادیر منابع کربن.........................................................51
2-9-1-  طرز تهیه محلول معرف DNS...............................................................................................51
2-9-2- رسم منحنی کالیبراسیون قندهای قابل تبدیل............................................................................51
2-10- شرایط کروماتوگراف¬گازی برای اندازه¬گیری پلی-هیدروکسی¬آلکانوات¬ها............................52
2-10-1- تهیه استاندارد داخلی.......................................................................................................53
2-10-2- تهیه منحنی¬های کالیبراسیون متیل¬هیدروکسی¬بوتیرات، متیل هیدروکسی¬والرات
 و متیل¬هیدروکسی-هگزانوات...........................................................................................................53
2-10-3- استخراج بیوپلیمر و آماده سازی نمونه برای تزریق به دستگاه GC....................................54
2-10-4- روش شناسائی و تایید بیوپلیمر توسط 13C NMR،1H NMR ،. FT-IR................................55
2-10-4-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) .............................................................................55
2-10-4-2- طیف بینی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ......................................................55
2-11- فرایند بیولوژیکی جهت تولید بیوپلیمر درون سلولی در بیوراکتور.........................................56
2-11-1- فرایند کشت غیرپیوسته.....................................................................................................56
2-11-2- فرایندکشت نیمه پیوسته.....................................................................................................56
2- 11- 2- 1- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت منبع کربن ونیتروژن...........................57   
2- 11- 2- 2- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی متغیر  منبع کربن ونیتروژن .........................57
2-11-3- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور..........................................................................57
2-12- تولید نانو کامپوزیت پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات
/هیدروکسی اپتایت.........................................................................................................................59

فصل سوم- نتایج و بحث
3-1- میکروارگانیسم Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034..............................62
3-1- 1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی..........................................................................................62
3-1-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن................................................................................63
3-1-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن ...............................................................................65
3-1-3- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن ...............................................................................66
3- 2- میکروارگانیسم  Cupriavidus necator DSM 545......................................................68
3-2-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی ...........................................................................................68
3-2-1-2- بررسی تاثیر نسبت نیتروژن به کربن ..................................................................................69
3-2-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن................................................................................73
3-2-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن...............................................................................74
3-2-4- استفاده ازملاس بعنوان تنها منبع کربن...................................................................................75
3-2-5- تاثیر استات بر رشد میکروارگانیسم و تولید بیوپلیمر..............................................................77
3-2-5-1 -ترکیب ملاس و استات بعنوان منابع کربن.........................................................................77
3-3- میکروارگانیسم  Azotobacter beijerinckii DSMZ 1041.........................................80
3-3-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی..........................................................................................80
3-3-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن...............................................................................82
3-3-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن..............................................................................83
3-3-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن...............................................................................84
3-4- میکروارگانیسم Azohydromonas lata DSMZ 1123..............................85
عنوان                                                                                                     صفحه
3-4-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی..........................................................................................85
3-4-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن..............................................................................87
3-4-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن .............................................................................88
3-4-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن .............................................................................89
3-5- نتایج کلی مقایسه چهار میکرو ارگانیسم در تولید بیوپلیمر .......................................................92
3-6- بررسی سینتیک رشد میکروارگانیسم در تولید بیوپلیمر............................................................92  
3-7- فرایند کشت غیر پیوسته در بیوراکتور.....................................................................................95
3-7-1- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور ..........................................................................97
3-8- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی ثابت در بیوراکتور.................................................98
3-9- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی متغیر (پله ای) در بیوراکتور.....................................99
3-10- بازده بیومس ....................................................................................................................100
3-11- بهره دهی .......................................................................................................................102
3-12- بازده تولید ......................................................................................................................103
3- 13- آزمایشهای تشخیصی جهت تایید بیوپلیمر تولید شده............................................................105
3-13-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) ...............................................................................105
3-13-2- طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ..........................................................106
3-14- بررسی امکان استفاده از بیوپلیمر تولید شده در نانوکامپوزیتها.................................................108

فصل چهارم-نتیجه گیری وپیشنهادات
4-1- نتیجه گیری..................................................................................................................113
4-2- پیشنهادات....................................................................................................................116
مراجع ...................................................................................................................................117
چکیده انگلیسی ..................................................................................................................127
پیوستها.................................................................................................................................128


فهرست شکلها
عنوان                                                                                                          صفحه
شکل 1-1-شمای ختار کلی پلی هیدروکسی آلکانوآتها.............................................................................8
شکل 1-2- ساختار شیمیایی پلی¬هیدروکسی¬آلکانوات¬ها ...........................................................................12
شکل 1 -3- مسیر بیوسنتز پلی¬هیدروکسی¬بوتیرات و پلی-هیدروکسی¬بوتیرات - والرات...............................14
شکل1-4- تغییرات موردی یک نمونه از مواد تخریب پذیر زیستی در طول زمان............................................ 22
شکل 1-5- شمائی از بیوراکتور استفاده شده جهت فرایند غیر پیوسته و پیوسته ........................................ 25
شکل 1-6- نمائی از فرایند پیوسته دو مرحله ای........................................................................................26
شکل 1-7-  مدل های رشد میکروارگانیسم ها..........................................................................................29
شکل 2-1- اندازه گیری مستقیم میزان اکسیژن انتقال یافته به محیط کشت  توسط روش دینامیک..............58
شکل 3-1-  تاثیر سن تلقیح بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(T = 30°C، (shaking rate = 250 rpm ............................................................................................................62
شکل 3-2- تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(T = 30°C،(seed age = 12 h ................................................................................................................63
شکل 3-3- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(shaking rate =
 250 rpm ، (seed age = 12..........................................................................................................63
شکل 3-4 - بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز به عنوان سوبسترا.......64
شکل 3- 5- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا.....65
شکل 3-6 - بیوپلیمر تولیدشده (PHB,PHV)  ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف آب پنیر...................66
شکل 3-7 - تاثیر سن تلقیح بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بولوژیکی(T = 30°C، (shaking rate = 250 rpm.............................................................................................................68
شکل 3-8-  تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی  وتولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی (T = 30°C،(seed age = 24.....................................................................................................................69
شکل 3-9- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی(shaking rate = 250 rpm ،  (seed age = 24.................................................................................................................  69
شکل 3-10- تاثیر نسبت نیتروژن به کربن (1 به 20) بر روی رشد سلولی وتولید بیوپلیمر...........................71
شکل 3-11- تاثیر نسبت نیتروژن به کربن (1 به 30) بر روی رشد سلولی وتولید بیوپلیمر...........................71
شکل 3-12-  بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز  با نسبت کربن به نیتروژن 40 72
شکل 3-13- تاثیر نسبت نیتروژن به کربن (1 به 50) بر روی رشد سلولی وتولید بیوپلیمر...........................73
شکل 3-14- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا....75
شکل 3-15- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ملاس به عنوان سوبسترا......76
شکل 3-16- بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات با نسبت
 (35 به 5) به عنوان سوبسترا.................................................................................................................... 77
شکل 3-17- بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات بانسبت
 ( 30 به10 ) به عنوان سوبسترا..................................................................................................................78
شکل 3-18- بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات با نسبت
 (25 به 15) به عنوان سوبسترا......................................................................................... ..........................79
شکل 3-19-  بیوپلیمر تولیدشده ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف ترکیب ملاس و استات با نسبت
 (20 به 20)  به عنوان سوبسترا..................................................................................................................79
شکل 3-20- تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی
(T = 30°C،(seed age = 15   ......................................................................................................81
شکل 3-21- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی
(shaking rate = 250 rpm ،(seed age =15h...........................................................................81.
شکل 3-22- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز به عنوان سوبسترا ......82
شکل 3-23- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا ...83
شکل 3-24- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف آب پنیر به عنوان سوبسترا ....85
شکل 3-25- تاثیر سن تلقیح بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی
(T = 30°C، (shaking rate = 250 rpm.....................................................................................86
شکل 3- 26- تاثیر شدت  هم زدن بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی
(T = 30°C،(seed age =18 ..........................................................................................................86
شکل 3- 27- تاثیر دما بر روی رشد سلولی تولید بیوپلیمردر شرایط فرایند بیولوژیکی
(shaking rate = 250 rpm ،(seed age =18 ............................................................................87
شکل 3-28- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف گلوکز به عنوان سوبسترا......88
عنوان                                                                                                         صفحه
شکل 3- 29- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف فروکتوز به عنوان سوبسترا....89
شکل 3- 30- بیوپلیمر تولیدشده(PHB) ومیزان رشد سلولی به ازای مصرف آب پنیر به عنوان سوبسترا ...90
شکل 3-31- برازش مدل سینتیکی مونود در فرایند تولید پلی هیدروکسی بوتیرات ...................................94
شکل 3- 32- برازش مدل مالتوس بر روی داده های آزمایشگاهی حاصل از فرایند تولید بیوپلیمر
  توسط .............................................................................................................................94C. necator
شکل 3-33 - تولید جرم سلولی وپلی هیدروکسی بوتیرات توسط C.necator در فرایند غیر پیوسته.......96
شکل 3-34 – اندازه گیری میزان اکسیژن انتقال یافته به محیط کشت بیوراکتور توسط روش دینامیک......97
شکل 3-35 -  فرایند نیمه پیوسته تولید پلی هیدروکسی بوتیرات با خوراک دهی ثابت گلوکز ونیتروژن...98
شکل 3-36 -  فرایند نیمه پیوسته تولید پلی هیدروکسی بوتیرات با خوراک متغیر  گلوکز ونیتروژن.........100
شکل 3-37- طیف FT- IR از نمونه پلی هیدروکسی بوتیرات/هیدروکسی والرات تولید......................105
شکل 3-38- طیف FT- IR از نمونه استاندارد تهیه شده پلی هیدروکسی بوتیرات/هیدروکسی والرات..106
شکل 3-39- طیف 1HNMR حاصل از کوپلیمر  پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات..........107
شکل 3-40- طیف 13CNMR حاصل از کوپلیمر  پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات........108
شکل 3- 41-  تصویر SEM   از سطح فیلم پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات...................109
شکل 3-42- تصویر SEM   از سطح فیلم  پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات/
 هیدروکسی اپتایت .............................................................................................................................110
شکل 3-43- تصویر SEM   از سطح فیلم  پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات/
 هیدروکسی اپتایت تحت اواتراسونیک................................................................................................111
شکل پ-1- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری C. necator.............................................129  
شکل پ-2- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری Hydrogenophaga pseudoflava....129
شکل پ-3- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری Azotobacter beijerinckii................130
شکل پ-4- منحنی کالیبراسیون وزن خشک سلولی باکتری Azohydromonas lata  .....................130
شکل پ-5- منحنی کالیبراسیون گلوکز..................................................................................................131
شکل پ-6- منحنی کالیبراسیون فروکتوز................................................................................................131
شکل پ- 7-  منحنی کالیبراسیون لاکتوز......................................................................................132
شکل پ-8- منحنی کالیبراسیون 3- متیل¬هیدروکسی¬بوتیرات، 3-متیل¬هیدروکسی¬والرات و
 3-متیل هیدروکسی-هگزانوات................................................................................................................132
شکل پ 9- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 200 ..........................................................133
شکل پ 10- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 400 ........................................................134
شکل پ 11- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 600 ........................................................135
شکل پ 12- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 800 ........................................................136
شکل پ 13- نمودار کروماتوگرام GC برای استاندارد ppm 1000 ......................................................137
شکل پ 14- طیف حاصل از FT-IR   بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/هیدروکسی والرات................138
شکل پ 15-  طیف C NMR    کوپلیمر( پلی 3- هیدروکسی بوتیرات/ 4- هیدروکسی بوتیرات)
 به دست آمده از فرایند رشدC. necator  بر روی روغن نخل.............................................................139
شکل پ 16-  طیف C NMR    بیوپلیمر( پلی هیدروکسی بوتیرات به دست آمده از فرایند رشد
 C. necator  بر روی سوبستراهای کیک سویا و مخلوط کیک سویا  و ملاس....................................140
شکل پ 17. طیفهایC NMR  وH NMR  کوپلیمرPHBV به دست آمده از مخمر نوترکیب........140
شکل پ 18 . طیف H NMR    بیوپلیمر( پلی هیدروکسی بوتیرات به دست آمده از فرایند رشد
 E.coli  T.V.N. ..............................................................................................................................141
شکل پ 19. طیف H NMR  کوپلیمر PHBV به دست آمده از Comamonas sp. EB172 .....141


فهرست جداول
عنوان                                                                                                         صفحه
جدول 1-1- برخی از باکتریهای مورد استفاده در تولید پلی-هیدروکسی¬آلکانوات¬ها...................................9
جدول 1-2- میکروارگانیسم¬ها و منابع مورد استفاده در تولید کوپلیمر هیدروکسی¬بوتیرات – والرات........13
جدول1-3- مقایسه برخی از خواص فیزیکی پلیمرهای تولیدی................................................................19
جدول 1-4- برخی از میکروارگانیسم¬های جداسازی شده جهت تجزیه  PHAs....................................21
جدول1-5- تعدادی از متداول ترین مدل‌های رشد غیر ساختاری............................................................30
جدول 1-6- شرکتهای تولید¬کننده پلیمرهای زیست¬تخریب-پذیر..............................................................38
جدول 2-1- اجزای محیط کشت تولید (DSMZ, Medium 81)  ...................................................46
جدول 3- 1-   نتایج حاصل از فرایند بیولوژیکی  تولید بیوپلیمر  توسط میکروارگانیسم ها بر روی
منابع مختلف کربنی................................................................................................................................91
جدول 3- 2- مدلهای سینتیکی به کار برده شده برای تولیدپلی هیدروکسی بوتیرات با استفاده از گلوکز..93
جدول 3-3- پارامترهای سینتیکی جهت تولید پلی هیدروکسی بوتیرات از منابع کربنی مختلف................95
جدول 3-4- حداکثر بازدهی تولید با استفاده از ترکیبات مختلف...........................................................104

چکیده
هدف از انجام این مطالعه تولید بیوپلیمر پلی¬هیدروکسی¬ آلکانوآتها با استفاده از منابع کربنی گلوکز، فروکتوز، ملاس و آب پنیر توسط میکرو ارگانیسم های   Azohydromonas lata  DSMZ 1123، Azotobacterbeijerinckii DSMZ 1041 ، Cupriavidus necator DSMZ 545، Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034  بوده است. در مرحله نخست جهت غربالگری میکروارگانیسم ها وانتخاب میکرو ارگانیسم هدف برای تولید بیوپلیمر، شرایط مناسب دما، سن تلقیح و شدت هم زدن برای هر میکروارگانیسم مشخص گردید. در شرایط بهینه هر یک از منابع کربنی به تنهایی مورد استفاده قرار گرفتند تا نوع و میزان بیوپلیمر تولیدی توسط هر یک تعیین گردد.  با توجه به نتایج به دست آمده C. necator  به لحاظ دارا بودن شرایط مطلوب (رشد مناسب وموثر بر روی محیطهای مورد نظر،ثبات  فعالیت بیولوژیکی نسبت به سایر میکروارگانیسم های مورد بررسی وبازده تولید قابل ملاحظه بیوپلیمر  ) به عنوان میکروارگانیسم مناسب جهت ادامه تحقیق انتخاب شد . در فرایند غیر پیوسته تولید بیوپلیمر در فلاسک با استفاده از C. necator  بر روی منابع گلوکز، فروکتوز و ملاس ، میزان تولید بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات به ترتیب 3/3 ، 9/5 ، 3/1 گرم بر لیتر ومیزان بهره دهی بهترتیب 07/0 ، 08/0 ، 03/0 گرم بر لیتر بر ساعت بوده است . علاوه براین از استات ( استات سدیم با غلظت بهینه 10 گرم بر لیتر ) به عنوان مکمل منبع کربنی به همراه ملاس جهت تولید بیوپلیمر استفاده شد که منجر به تولید میزان 2/7 گرم برلیتر کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات شد. از کوپلیمر تولید شده میزان پلی هیدروکسی بوتیرات و پلی هیدروکسی والرات به ترتیب 9/6 و 32/0 گرم بر لیتر بود. در مرحله دوم با بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته وپیش بینی روند رشد و تولید محصول، فرایند غیر پیوسته و نیمه پیوسته در بیوراکتور جهت تولید بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا در فرایند غیر پیوسته بر روی گلوکز،  میزان پلی هیدروکسی بوتیرات 2/4 گرم بر لیتر به ازای مصرف 16 گرم بر لیتر منبع کربنی بود و ضریب انتقال  اکسیژن 16/0 بر ثانیه وشدت رشد ویژه میکروارگانیسم 17/0 بر ساعت به دست آمد. سپس فرایند نیمه پیوسته با استفاده از دو روش خوراک دهی ثابت و متغیر پله ای منبع کربن و نیتروژن در غلظتهای 300 و 10 گرم بر لیتر بررسی شد. میزان تولید پلی هیدروکسی بوتیرات در خوراک دهی ثابت 2/8 گرم بر لیتر و در خوراک دهی متغیر 8/11 گرم بر لیتر به دست آمد که  حدود 40 درصد افزایش یافت . میزان بهره دهی فرایند های غیر پیوسته و نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت و متغیر به ترتیب 04/0 ، 085/0 ، 137/0 گرم بر لیتر بر ساعت بود. در مرحله سوم امکان تولید نانوکامپوزیتهای پلیمری با استفاده از بیوپلیمر تولید شده مورد بررسی قرار گرفت . با استفاده از روش تثبیت در حلال ، محلول کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات  در کلروفرم به همراه نانوذرات هیدروکسی اپتایت قرار گرفت.نتایج حاکی از آن بود که تولید نانوکامپوزت با استفاده از اولتراسونیک نتیجه بهتری در بر داشت و نانوذرات بصورت یکنواخت بر روی سطح بیوپلیمر تثبیت گشتند.

کلمات کلیدی: پلی هیدروکسی آلکانوات، Cupriavidus necator DSMZ 545، کشت غیر پیوسته،کشت نیمه پیوسته،مدل سینتیکی، نانوکامپوزیت بیوپلیمری