ผลของอัตราการไหลของอากาศและความยาวคลื่นแสงต่อการเติบโตและผลผลิตแคโรทีนอยด์ในจุลสาหร่าย Chlorococcum humicola ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสง

Effects of aeration rate and light wavelength on growth and carotenoids production in microalga chlorococcum humicola in photobioreactor

Name: ภูไพรำ ภู่ไพบูลย์

ThaSH: แคโรทีนอยด์

ThaSH: สาหร่ายขนาดเล็ก

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของความยาวคลื่นแสงและอัตราการให้อากาศต่อการเติบโตและผลผลิตแคโรทีนอยด์ในจุลสาหร่ายสีเขียว Chlorococcum humicola ผลการเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายแบบกะในขวดแก้วดูแรนขนาด 1 ลิตร พบว่าแสงสีขาวที่ 5,000 ลักซ์ มีความเหมาะสมในการใช้เตรียมหัวเชื้อและเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายจนสิ้นสุดระยะการเติบโตแบบทวีคูณเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้แสงสีอื่น ๆ โดยมีน้ำหนักเซลล์แห้งที่ 601 มิลลิกรัมต่อลิตร และการใช้งานแสงสีขาวที่ความเข้มแสง 105 ลักซ์ ร่วมกับแสงสีน้ำเงินที่ควบคุมกำลังที่ 6 วัตต์ ในระยะการเติบโตคงที่ช่วยให้จุลสาหร่ายมีการสะสม แคโรทีนอยด์ได้เพิ่มขึ้นถึง 7.96 มิลลิกรัมต่อกรัมน้ำหนักเซลล์แห้ง (4.67 มิลลิกรัมต่อลิตร) ซึ่งมากกว่าการใช้งานแสงสีขาวที่ความเข้มแสง 105 ลักซ์ ถึงร้อยละ 12 การทดลองต่อมาได้คัดเลือกถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสงเพื่อใช้เพาะเลี้ยงจุลสาหร่าย โดยใช้ความสามารถในการฟุ้งกระจายของชีวมวล จุลสาหร่ายเป็นเกณฑ์ซึ่งพบว่าถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสงแบบอากาศยกมีความเหมาะสมต่อการเพาะเลี้ยง C. humicola มากกว่าถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสงแบบคอลัมน์เติมอากาศในช่วงอัตราการให้อากาศระหว่าง 0.1 ถึง 1.25 vvm และการทดลองต่อมาพบว่าการควบคุมอัตราการให้อากาศที่ 0.8 vmm ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสงแบบอากาศยกช่วยให้จุลสาหร่ายเติบโตและผลิต แคโรทีนอยด์ได้ดีที่สุด ข้อมูลที่ได้รับทั้งในส่วนของความยาวคลื่นแสงและอัตราการให้อากาศที่เหมาะสมได้ถูกนำมาทดสอบอีกครั้ง โดยเพาะเลี้ยงจุลสาหร่าย C. humicola ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบอากาศยก ผลการเพาะเลี้ยงพบว่าการให้แสงสีขาวที่ความเข้มแสง 5,000 ลักซ์ ในช่วงปรับตัวถึงช่วงทวีคูณ ตามด้วยแสงสีขาวความเข้มแสง 105 ลักซ์ ร่วมกับแสงสีน้ำเงินที่ควบคุมกำลังที่ 6 วัตต์ ในระยะเติบโตคงที่ ทำให้จุลสาหร่ายเติบโตซึ่งตรวจวัดในรูปน้ำหนักแห้งได้ถึง 880 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งมากกว่าผลการทดลองในขวดดูแรน ขณะที่มีปริมาณแคโรทีนอยด์เพิ่มขึ้นถึง 7.81 มิลลิกรัมต่อกรัมน้ำหนักเซลล์แห้ง (6.87 มิลลิกรัมต่อลิตร) ซึ่งไม่แตกต่างกันทางสถิติ (p>0.05) จากความเข้มข้นของแคโรทีนอยด์ที่ได้รับจากการเพาะเลี้ยงในขวดดูแรน

Abstract: This research studied the effects of light wavelength and aeration rate on growth and carotenoid production in green microalgal Chlorococcum humicola. Results of batch cultivation in 1-L Duran bottle recommended using white light at 5,000 lux until the end of exponential phase as compared to other light wavelength, with 601 mg/L of the dry weight concentrations. Application of white light at 105 lux along with blue light at constant power of 6 W led to the increased carotenoid production during stationary phase measured at 7.96 mg/g-dw (i.e., 4.67 mg/L), which 12% higher than applying only white light at 105 lux. Subsequent experiment aimed to select suitable photobioreactor which focus on suspensioning of biomass. The results indicated that airlift photobioreactor was more suitable for C. humicola cultivation than bubble column photobioreactor for the aeration rates from 0.1 to 1.25 vvm, and moreover, the aeration rate at 0.8 vvm yielded the highest cell growth and carotenoid concentrations. Finally, cultivation of C. humicola was conducted in the airlift photobioreactor using all findings described previously. The cultivation in airlifit photobioreactors using aeration rates of 0.8 vvm and white light at 5,000 lux during the exponential phase followed by the white light at 105 lux and blue light at constant power of 6 W during stationary phase yielded cell dry weight at 880 mg/L, which were greater than the results from Duran bottles, while increased carotenoid concentrations measured as high as 7.81 mg/g-dw (i.e., 6.87 mg/L), yet statistically insignificant different (p>0.05) from the results from Duran bottle.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: กษิดิศ หนูทอง

Role: ที่ปรึกษา

Name: สรวิศ เผ่าทองศุข

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2559

Modified: 2562-07-22

Issued: 2562-07-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52287

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5770449721.pdf	4.31 MB	20	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.030551 วินาที