การคัดเลือกวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรสำหรับเป็นสารตั้งต้นในการหมัก เอทานอลโดย Saccharomyces cerevisiae

Selection of agricultural wastes as substrate for ethanol fermentation by Saccharomyces cerevisiae

Name: จารุวรรณ สัมพันธ์วณิช

ThaSH: ของเสียทางการเกษตร

ThaSH: ของเสียทางการเกษตร -- การนำกลับมาใช้ใหม่

ThaSH: เอทานอล

ThaSH: เชื้อเพลิงเอทานอล

ThaSH: เชื้อเพลิงจากของเสียทางการเกษตร

Abstract: ศึกษาการนำวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร คือ ชานอ้อย ซังข้าวโพด ลำไยอบแห้ง และฟางข้าว ซึ่งประกอบด้วยเซลลูโลส 73.99, 81.74, 78.36 และ 83.61 %โดยน้ำหนักแห้ง ตามลำดับ ไปใช้เป็นสารตั้งต้นของการผลิตเอทานอล โดยวิธีการปรับสภาพด้วยกรดพบว่าความเข้มข้นของกรด (0-1.5 %โดยน้ำหนัก/ปริมาตร) อุณหภูมิ (121, 140, 160 องศาเซลเซียส) เวลา (15, 60 นาที) ที่เพิ่มขึ้นและการใช้ความดันร่วมด้วยมีผลทำให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้เพิ่มขึ้น แต่การใช้ความเข้มข้นของกรดสูงพบว่าทำให้เกิดเฟอร์ฟูรัล ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล และกรดอะซีติก ซึ่งมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญของยีสต์ในขั้นตอนการหมักเจือปนออกมาในปริมาณที่สูงด้วย ผลการปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริกเข้มข้น 0.75 %โดยน้ำหนัก/ปริมาตร ที่ 121 องศาเซลเซียส ในหม้อนึ่งความดันไอน้ำ 15 ปอนด์/ตารางนิ้ว 60 นาที ลำไยอบแห้งให้ปริมาณกลูโคสสูงสุด คือ 159.38 มิลลิกรัม/กรัม รองลงมาคือ ชานอ้อย ซังข้าวโพด ฟางข้าว คือ 133.56, 75.29 และ 8.41 มิลลิกรัม/กรัม ตามลำดับ และซังข้าวโพดให้ปริมาณไซโลสสูงสุดคือ 184.06 มิลลิกรัม/กรัม รองลงมาคือ ชานอ้อย ฟางข้าว ลำไยอบแห้ง คือ 110.46, 77.90 และ 3.50 มิลลิกรัม/กรัม ตามลำดับ พบเฟอร์ฟูรัลในซังข้าวโพดมากที่สุดคือ 0.121 กรัม/ลิตร รองลงมาคือ ชานอ้อย ลำไยอบแห้ง ฟางข้าว คือ 0.107, 0.088 และ 0.072 กรัม/ลิตร ตามลำดับ พบไฮดรอกซีเมทธิลเฟอร์ฟูรัลในชานอ้อยมากที่สุดคือ 1.522 กรัม/ลิตร รองลงมาคือ ลำไยอบแห้ง ซังข้าวโพด ฟางข้าว คือ 1.157, 0.812 และ 0.107 กรัม/ลิตร ตามลำดับ พบกรดอะซีติกในซังข้าวโพดมากที่สุดคือ 2.288 กรัม/ลิตร รองลงมาคือ ชานอ้อย ฟางข้าว ลำไยอบแห้งคือ 1.823, 0.803 และ 0.286 กรัม/ลิตร ตามลำดับ และเมื่อนำมาย่อยต่อด้วยเซลลูเลสทางการค้ายี่ห้อ Cyto (R) CL ผสมกับยี่ห้อ GC 220 จำนวน 81 หน่วยเอนไซม์เอนโดกลูคาเนส (อัตราส่วนเอนโดกลูคาเนส:บีต้ากลูโคซิเดส=3:1) ที่ 50 องศาเซลเซียส ค่ากรด-เบส 4.5 เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ซังข้าวโพด และลำไยอบแห้ง จะให้กลูโคสสูงสุด คือ 13.39 และ 13.36 กรัม/ลิตร รองลงมาคือ ชานอ้อย 11.68 กรัม/ลิตร และฟางข้าว 10.71 กรัม/ลิตร สารละลายน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้นี้เมื่อเติมแอมโมเนียมซัลเฟต 0.4 %โดยน้ำหนัก/ปริมาตร และกลูโคส 10 กรัม/ลิตร ปรับค่ากรด-เบสเป็น 4.5 แล้วหมักโดย Saccharomyces cerevisiae TISTR 5596 ในสภาวะไม่ใช้ออกซิเจน ที่อุณหภูมิห้อง 72 ชั่วโมง พบว่า ลำไยอบแห้งให้ปริมาณเอทานอลสูงสุด คือ 24.43 %โดยน้ำหนัก รองลงมาคือ ซังข้าวโพด ชานอ้อย และฟางข้าว ผลิตเอทานอลได้ 20.78, 20.76 และ 16.58 %โดยน้ำหนัก ตามลำดับ ศักยภาพของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่ทดสอบซึ่งผ่านการปรับสภาพด้วยกรดสำหรับเป็นสารตั้งต้นในการหมักเอทานอลโดย S. cerevisiae เรียงตามลำดับดังนี้ ลำไยอบแห้ง > ซังข้าวโพด = ชานอ้อย > ฟางข้าว

Abstract: Agricultural wastes namely; corn cob, bagasse, dried longan and rice straw comprise of 73.99, 81.74, 78.36 and 83.61 %(w/w) cellulose, respectively was employed as starting material through an acid pretreatment for ethanol production. Even though the use of high sulfuric acid concentration (0-1.5 %,w/v), temperature (120, 140 and 160 °C), time (15 and 60 min) and a combination with high pressure gave high yield of reducing sugars, but higher concentration of fermentation inhibitors e.g. furfural, hydroxymethylfurfural, acetic acid were also produced. Pretreatment by using 0.75 %(w/v) sulfuric acid and autoclaved at 121°C, 15 lbs/inc2 for 60 min. gave rise of maximum glucose at 159.38 mg/g when using dried longan as starting material followed by bagasse, corn cob, and rice straw at 133.56, 75.29 and 8.41 mg/g, respectively. In term of xylose, a maximum yield of 184.06 mg/g was obtained from corn cob while those by bagasse, rice straw and dried longan gave yield at 110.46, 77.90, 3.50 mg/g, respectively. Corn cob produced the highest level of furfural at 0.121 g/l followed by bagasse, dried longan and rice straw at 0.107, 0.088 and 0.072 g/l, respectively. Hydroxymethylfurfural was found maximum from bagasse at 1.522 g/l followed by dried longan, corn cob and rice straw at 1.157, 0.812 and 0.107 g/l, respectively. The highest acetic acid concentration at 2.288 g/l was produced from corn cob followed from bagasse, rice straw and dried longan at 1.823, 0.83 and 0.286 g/l, respectively. Enzymatic hydrolysis of acid pretreated agricultural wastes by the cellulase mixture; Cyto (R) CL and GC 220 at 81 (endoglucanase) units, endoglucanase: β-glucosidase activity at 3:1, 50°C, pH 4.5 for 48 hrs. gave maximum glucose yield from corn cob at 13.39 g/l and dried longan 13.36 g/l, followed by bagasse 11.68 g/l and rice straw 10.71 g/l. Fermentation of the reducing sugar from agricultural waste hydrolysate after the addition of 0.4 %(w/v) ammonium sulfate, 10 g/l glucose and pH adjusted to 4.5 by Sacchoromyces cerevisiae TISTR 5596 in static culture, room temperature for 72 hrs. produced maximum amount of ethanol at 24.43 %(w/w) from dried longan followed by corn cob (20.78%,w/w), bagasse (20.76%,w/w) and rice straw (16.58%,w/w), respectively. Based on the above results we proposed that the potential ranking of acid pretreated agricultural wastes tested for using as starting materials for ethanol fermentation by Sacchoromyces cerevisiae was dried longan > corn cob = bagasse > rice straw.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: อัญชริดา อัครจรัลญา

Role: ที่ปรึกษา

Name: ธีรภัทร ศรีนรคุตร

Role: ที่ปรึกษา

Name: ณัฐชนัญ ลีพิพัฒน์ไพบูลย์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2548

Modified: 2565-12-24

Issued: 2565-12-24

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78013

ISBN: 9741423233

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีชีวภาพ

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4772236423[1].pdf	1.6 MB

ใช้เวลา

0.023853 วินาที