การพัฒนาสูตรอาหารผลิตกล้าเชื้อเพื่อลดต้นทุนกระบวนการผลิตเอทานอลในระดับอุตสาหกรรม

Development of Inoculum Production Medium for Cost Reduction of Ethanol Production Process at an Industrial Scale

Name: สิรินันท์ สิทธิชัย

ThaSH: หลักสูตร -- การพัฒนา

Classification :.DDC: 662.6692

ThaSH: เอทานอล -- การผลิต

ThaSH: เอทานอล

Abstract: การพัฒนาสูตรอาหารที่เหมาะสมสำหรับการเพาะเลี้ยงหัวเชื้อ S. cerevisiae SC90 เพื่อการผลิตเอทานอลในระดับอุตสาหกรรม โดยทำการทดลองในระดับฟลาสก์พบว่าอาหาร BUU 2D ประกอบด้วย (กรัมต่อลิตร) กากน้ำตาล 40 ยีสต์สกัด 5, (NH4 )2 SO4 5, K2HPO4 3.6, KH2PO4 3 และ MgSO4 ∙7H2O 1 ตามลำดับ ความเข้มข้นหัวเชื้อ 1x107 เซลล์ต่อมิลลิลิตรเลี้ยงที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียสบนเครื่องเขย่าที่อัตราเร็ว 200 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 24 ชั่วโมงได้ความเข้มข้นเซลล์ 346 x 106 ± 2.89 เซลล์ต่อมิลลิลิตรมากกว่าสูตรอาหารดั้งเดิมขององค์การสุราฯ ถึง 4.7 เท่าจากนั้นจึงนำมาขยายขนาดในถังเพาะเลี้ยงขนาด 5 75 และ750 ลิตรของโรงงานต้นแบบ โดยใช้อาหารสูตร 2D ที่เพิ่มความเข้มข้นกากน้ำตาลเป็น 2 เท่า โดยเลี้ยงที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส ค่าความเป็นกรดด่าง 5.5 อัตรากวนผสม 550 รอบต่อนาทีอัตราการให้อากาศ 2 ปริมาตรอากาศต่อปริมาตรอาหารต่อนาทีผลการเลี้ยงในถังหมักขนาด 5 ลิตรเป็นเวลา 24 ชั่วโมงได้ความเข้มข้นเซลล์ถึง 330 x 106 ± 0.89 เซลล์ต่อมิลลิลิตรโดยพบว่าที่ระยะเวลา 15 ชั่วโมง เซลล์ยีสต์มีความสมบูรณ์แข็งแรงและเหมาะสมสำหรับเป็นหัวเชื้อเริ่มต้นที่ดีเพาะเลี้ยงในถังหมักขนาด 75 ลิตรเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 15 ชั่วโมง พบว่าให้ความเข้มข้นของจำนวน 410 x 106 ± 8.84 เซลล์ต่อมิลลิลิตรจากการน้ำหัวเชื้อจากถังหมักขนาด 75 ลิตร มาขยายขนาดต่อในถังหมักขนาด 750 ลิตรของโรงงานต้นแบบ พบว่า สามารถขยายกล้าเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยมีจำนวนเซลล์เพิ่มขึ้น 360 x 106 ± 10.61 เซลล์ต่อมิลลิลิตรผลการวิจัยนี้นำไปสู่การทดสอบในระดับอุตสาหกรรมที่องค์การสุราฯ โดยเพาะเลี้ยงกล้าเชื้อยีสต์ ด้วยอาหารสูตร2D ในถังหมักขนาด 6 ลิตรเพื่อนำใช้เป็นหัวเชื้อเริ่มต้น สำหรับถังหมัก Stater A ขนาด 500 ลิตร (300 ลิตร) เลี้ยงด้วยอาหารสูตรปรับปรุง ประกอบด้วยกากน้ำตาล 80 กรัมต่อลิตรและแอมโมเนียมซัลเฟต 10 กรัมต่อลิตรเพื่อปรับสูตรให้มีความเหมาะสมในระดับอุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 16 ชั่วโมง สามารถได้ความเข้มข้นจำนวนเซลล์ 275x106 ± 7.07 เซลล์ต่อมิลลิลิตรเมื่อเทียบกับการเพาะเลี้ยงในถังหมัก Stater A แบบดั้งเดิมขนาด 500 ลิตร (300 ลิตร) ที่สามารถผลิตกล้าเชื้อได้เพียง 5.46 x106 เซลล์ต่อมิลลิลิตรจากนั้นนำหัวเชื้อที่ได้จากถังหมัก Stater A ถ่ายใส่ถังหมัก Stater B ขนาด 6,500 ลิตร (3,000 ลิตร) ที่ใช้อาหารสูตรเช่นเดียวกับถังหมัก Stater A เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 16 ชั่วโมง สามารถวัดจำนวนเซลล์ได้เท่ากับ 433.33 x 106 ±40.72 เซลล์ต่อมิลลิลิตรจากการทดลองทำให้ได้ความเข้มข้นกล้าเชื้อสูงกว่าสูตรดั้งเดิมขององค์การสุราฯ ที่สามารถผลิตกล้าเชื้อได้เพียง 4.83 x106 เซลล์ต่อมิลลิลิตรจากการศึกษาต้นทุนการผลิต พบว่าการพัฒนาสูตรอาหาร BUU 2D ปรับปรุงและปรับปรุงปัจจัยทางกายภาพมีประสิทธิภาพดีกว่าถึง 50 เท่า ดังนั้นการปรับปรุงสูตรอาหารจึงช่วยลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มประสิทธิภาพของการผลิตเอทานอลในระดับอุตสาหกรรมได้เป็นอย่างดี

Abstract: The development of medium for the production of Seccharomyces cerevisiae SC90 inoculum for the industrial ethanol production. The cultivation was carried out with three medium formulae for 24 h. It was found that the BUU 2D medium, composed of molasses, yeast extract, (NH4 )2SO4 , K2HPO4 , KH2PO4 , and MgSO4 ∙7H2O at 40, 5, 3.6, 3 and 1 g/l respectively, with inoculum at 1X107 cell/ml, 35°C, 200 rmp agitation rate, gave the maximum yeast cell growth at a concentration of 364X106 ± 2.89 cells/ml. The BUU 2D gave 4.7 times higher efficacy than that of the classical formula of the Liquor disillery organization. The BUU 2D medium was selected for the scale up 5 L, 75 L and 750 L (Reactors of ofour pilot plant essay). Then, BUU 2D medium culturing molasses with at 2x condition pH 5.5, at 35°C, 200 rpm agitation rate, pH 5.5, 2vvm aeration rate. The results show that cultivation in 5-L fermenter at and feed that at 15 h, 24 hours gave a cell number concentraton 330 X106 ± 0.89 cells/ml is sutable. The cultivation in 75-L fermenter at 15 h, gave the maximum yeast cell growth at a concentration of 410X106 ± 0.89 cell/ml. The inoculum of 75 L. above was use for fulther 750 L cultivation. giving the maximum yeast cell growth at a concentration of 360X106 ± 10.61 cell/ml. There results led department to the industrial experiment of Liquor organization. The cultivation were done using BUU 2D-adaptaive media, composed of molasses 80 g/l and (NH4 )2SO4 10 g/l in a 6 L fermenter using at the medium for theStarter-A 500-L fermenter (waking volume of 300-L), with 5% v/v inoculum, gave the maximum yeast cell growth at a concentration of 364X106 ± 2.89 cell/ml at 16 h. After that, the medium above was reactored to the Starter-B 6,000-L fermenter (waking volume of 3,000-L) at5% v/v inoculum. The rusult show that the Starter-B cell number at a concentration of 433X106 ± 40.72 cell/ml at 16 h. Compared to the normal getterthan, it could produce cells only 4.83X106 ± 40.72 cell/ml. The production cost consideretion, developments of medium and somephysical factors resulted 50 times higher efficacy than the classical method. Therefore, the developmentof inoculcm production medium can reduce the cost and increase the efficacy for industrial ethanol production.

มหาวิทยาลัยบูรพา. สำนักหอสมุด

Address: ชลบุรี

Email: buulibrary@buu.ac.th

Name: กรองจันทร์ รัตนประดิษฐ์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาหลัก

Name: เศรษฐวัชร ฉ่ำศาสตร์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

Created: 2563

Modified: 2564-06-18

Issued: 2564-06-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ว 662.6692 ส731ก

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

Grantor: มหาวิทยาลัยบูรพา

©copyrights มหาวิทยาลัยบูรพา

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	60910100.pdf	4.94 MB	5	2024-12-26 19:59:48

ใช้เวลา

0.028957 วินาที