การคัดเลือกพันธุ์และการปรับสภาพมันสำปะหลัง Manihot esculenta L. Crantz สำหรับการผลิตแก๊สชีวภาพ

Cultivar selection and pretreatment of cassava Manihot esculenta L. Crantz for biogas production

Name: ปิยะภา หิรัญพัทรวงศ์

ThaSH: มันสำปะหลัง

ThaSH: แก๊สชีวภาพ

Abstract: แก๊สชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกหนึ่งที่เกิดจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ภายใต้ภาวะไม่ใช้ออกซิเจน โดยปกติวัตถุประสงค์เพื่อการบำบัดของเสียอินทรีย์ และเป็นแหล่งพลังงานทดแทน โดยอาศัยมูลโคเป็นแหล่งของเชื้อจุลินทรีย์ชนิดสร้างมีเทน และใช้หัวมันสำปะหลังดิบเป็นแหล่งคาร์บอนเพราะมีปริมาณแป้งสูง มันสำปะหลังเป็นวัตถุดิบที่หาได้ง่าย ราคาถูก และมีปริมาณมาก เมื่อทำการคัดเลือกพันธุ์มันสำปะหลัง พบว่าพันธุ์ห้วยบงมีองค์ประกอบทางกายภาพและเคมี ดังนี้มีปริมาณความชื้น 16.04% แป้ง 70.92% ปริมาณคาร์บอน 37.69% และ ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด 0.45% ส่วนมูลโคมีปริมาณความชื้น 81% ค่าบีโอดี 13.2 มิลลิกรัมต่อกรัม ค่าซีโอดี 125.5 มิลลิกรัมต่อกรัม ค่าของแข็งทั้งหมด 163.3 มิลลิกรัมต่อกรัม และค่าของแข็งระเหยได้ทั้งหมด 108.0 มิลลิกรัมต่อกรัม ปริมาณคาร์บอนทั้งหมด 7.8 เปอร์เซ็นต์ ไนโตรเจนทั้งหมด 0.37 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมด 0.055 เปอร์เซ็นต์ เมื่อคิดปริมาณ BOD:N:P เท่ากับ 100:28:4.1 และเมื่อคำนวณอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนในมันสำปะหลังจะได้เป็น 84:1 ซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับการผลิตแก๊สชีวภาพ ดังนั้นจึงเติมยูเรียเป็นแหล่งไนโตรเจน เพื่อรักษาอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนให้เหมาะสม ในการศึกษาครั้งนี้ได้ใช้มูลโคและยูเรียที่ระดับความเข้มข้นต่างๆ พบว่า ความเข้มข้นมูลโคและยูเรียที่ เหมาะสมสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สชีวภาพ คือ 10% และ 0.08% ตามลำดับ ในการทดสอบการหมักในถังหมักขั้นตอนเดียวขนาด 3 ลิตร ที่อุณหภูมิห้อง (ประมาณ 30 ◦C) เป็นเวลา 30 วัน โดยดูการเปลี่ยนแปลงของซีโอดี น้ำตาลรีดิวซ์ ปริมาณคาร์โบไฮเดรต และแก๊สที่เกิดขึ้น เมื่อเติมเชื้อรา Aspergillus awamori ที่ความเข้มข้นของมันสำปะหลังต่างๆกันโดยดูจากประสิทธิภาพในการย่อย พบว่า ความเข้มข้นมันสำปะหลังที่ 2% น้ำหนักโดยปริมาตร เป็นความเข้มข้นที่เหมาะสมซึ่งสามารถผลิตแก๊สชีวภาพโดยเฉลี่ย 0.64 ลิตรต่อวัน ให้ปริมาณมีเทนสูงสุด 34.8% ในวันที่ 26 ที่ค่าความเป็นกรดด่างของระบบ 4.2 – 7.5 ส่วนในภาวะที่ไม่มีการเติมเชื้อรา A. awamori พบว่า สามารถผลิตแก๊สชีวภาพโดยเฉลี่ย 1.03 ลิตรต่อวัน และ มีปริมาณมีเทนสูงสุด 54.6% ในวันที่ 30 ที่ค่าความเป็นกรดด่างของระบบ 7.1 – 8.0

Abstract: Biogas has been an alternative source of energy, which is generated from organic digestion under anaerobic conditions. Normally the objective was for organic waste treatment and also for an alternative source of energy. Seed culture was prepared from cow dung which contained a methanogenic microorganism. Cassava was a good carbon source, because it contained high content of starch. It is cheap and is an abundant agricultural product. When selecting varieties of cassava. Huay Bong revealed that the physical and chemical compositions of cassava were elucidated to be of 16.04% of moisture content, 70.92% of starch, 37.69% of total carbon and 0.45% of total nitrogen. Cow dung contained 81% of moisture, 13.2 mg/g of BOD, 125.5 mg/g of COD, 163.3 mg/g of total solid, 108.0 mg/g of total volatile solid, 7.80% of total carbon and 0.37% of total nitrogen. The calculated BOD to Nitrogen to Phosphorus is 100:28:4.1. The ratio of carbon to nitrogen was calculated to be 84:1 which was not suitable for biogas production. Therefore, in order to maintain the appropriated C/N ratio, urea was used as nitrogen source adding to the system. In this study, using cow dung and urea at different concentrations showed that concentrations of cow dung and urea at Suitable for biogas production was 10% and 0.08% respectively. The fermentation process was performed at room temperature (approximately 30◦C) for 30 days in 3 liters of single stage bioreactor. Changing of COD value, reducing sugar, Total carbohydrate and total gas were analysis. The suitable concentration of cassava on growth of Aspergillus awamori was also studied. The results found that concentrations of cassava were 2% w/v was the optimum concentration for growth of fungi, which could produce average biogas of 0.64 liters/day at maximum methane content of 34.8% in 26 days of fermentation at pH of 4.2-7.5. In conditions without adding A. awamori, the result revealed that the average amount of biogas was 1.03 liters/day of maximum methane concentration of 54.6% in 30 days of fermentation at pH of 7.1-8.0.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วรวุฒิ จุฬาลักษณานุกูล

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2552

Modified: 2564-09-09

Issued: 2564-03-11

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59158

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีทางชีวภาพ

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Piyapha_hi_tdc.pdf	5.88 MB	1	2022-01-25 22:31:18

ใช้เวลา

0.025376 วินาที