การผลิตเอทานอลจากหญ้าโดย Saccharomyces cerevisiae และ Pichia stipitis

Ethanol production from grasses by Saccharomyces cerevisiae and Pichia stipitis

Name: ชินพร วงศ์วัฒนไพบูลย์

ThaSH: หญ้า -- การใช้ประโยชน์

ThaSH: เอทานอล -- การผลิต

Abstract: หญ้าจำนวน 18 ชนิดที่เก็บมาจากจังหวัดเชียงใหม่ ลำปาง ราชบุรี และเพชรบุรี แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ หญ้าอาหารสัตว์ 8 ชนิด (ใบเนเปียร์ ใบเนเปียร์แคระ ใบเนเปียร์ยักษ์ ใบบาน่า กินนีสีม่วง รูซี่ แพงโกล่า และอะตราตัม) และหญ้าแฝก 10 กลุ่มพันธุ์ (กำแพงเพชร 2 สงขลา 3 สุราษฎร์ธานี ศรีลังกา ร้อยเอ็ด เลย นครสวรรค์ ประจวบคีรีขันธ์ ราชบุรี และกำแพงเพชร 1) หญ้าทั้งหมดมีปริมาณความชื้นโดยเฉลี่ยอยู่ในช่วง 51.31 - 77.80 เปอร์เซ็นต์ และประกอบด้วยเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนินโดยเฉลี่ยอยู่ในช่วง 31.85 - 38.51, 31.13 - 42.61 และ 3.10 - 5.64 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ในการศึกษาความสามารถในการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ของหญ้าชนิดต่างๆ เพื่อคัดเลือกหญ้าที่มีความเหมาะสมไปใช้ในการหมัก จะนำหญ้าไปปรับสภาพด้วยอัลคาไลน์เพอร์ออกไซด์ ตามด้วยการย่อยสลายด้วยเซลลูเลสและไซแลเนสที่ผลิตได้จากเชื้อรา Trichoderma reesei ผลที่ได้พบว่า หญ้าแต่ละชนิดมีปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากการย่อยสลายค่อนข้างใกล้เคียงกัน ดังนั้นจึงนำผลผลิตน้ำหนักแห้ง (กิโลกรัม/ไร่/ปี) ของหญ้าทั้ง 18 ชนิดมาคำนวณร่วมด้วย จากการคัดเลือกจึงได้หญ้า 11 ชนิด (หญ้าอาหารสัตว์ทั้ง 8 ชนิด และหญ้าแฝก 3 กลุ่มพันธุ์ คือ ศรีลังกา ประจวบคีรีขันธ์ และราชบุรี) ที่มีปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์เกิน 630 กิโลกรัม/ไร่/ปี ไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอลด้วยกระบวนการย่อยสลายและหมักร่วมกันแบบต่อเนื่อง (SSCF) โดยใช้เซลลูเลสและไซแลเนสในการย่อยสลาย และใช้ Saccharomyces cerevisiae และ Pichia stipitis ที่มีอายุ 9 และ 10 ชั่วโมง ตามลำดับ ในการหมักร่วมกัน ที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 7 วัน ผลที่ได้พบว่า หญ้าแฝกกลุ่มพันธุ์ศรีลังกามีปริมาณ เอทานอลสูงที่สุด คือ 1.14 กรัม/ลิตร หรือ 0.14 กรัม/กรัมของวัตถุดิบ คิดเป็น 32.72 เปอร์เซ็นต์ของเอทานอลที่ผลิตได้เมื่อเทียบกับค่าทางทฤษฎี เมื่อคำนวณร่วมกับผลผลิตน้ำหนักแห้ง หญ้าแฝกกลุ่มพันธุ์ศรีลังกาจะมีปริมาณเอทานอลเป็น 184.27 ลิตร/ไร่/ปี ในขณะที่ใบหญ้าเนเปียร์แคระจะมีปริมาณเอทานอลสูงที่สุดเป็น 435.29 ลิตร/ไร่/ปี (0.98 กรัม/ลิตร หรือ 0.12 กรัม/กรัมของวัตถุดิบ คิดเป็น 30.60 เปอร์เซ็นต์ของเอทานอลที่ผลิตได้เมื่อเทียบกับค่าทางทฤษฎี)

Abstract: 18 types of grasses, collected from the provinces of Chiang Mai, Lampang, Ratchaburi and Petchaburi, were divided into 2 groups: 8 types of forage grasses (napier leaves, mott dwarf elephant leaves, king leaves, bana leaves, purple guinea, ruzi, pangola and atratum) and 10 ecotypes of vetiver grasses (Khamphaeng Phet 2, Songkhla 3, Surat Thani, Sri Lanka, Roi Et, Loei, Nakhon Sawan, Prachuap Khiri Khan, Ratchaburi and Khamphaeng Phet 1). All of the grasses had 51.31 - 77.81 % moisture content and contained cellulose, hemicellulose and lignin at 31.85 - 38.51, 31.13 - 42.61 and 3.10 - 5.64 % on average, respectively. In the study of enzymatic saccharification of grasses in order to select the suitable grasses for fermentation, the grasses were pretreated with alkaline peroxide and followed by enzymatic hydrolysis using cellulase and xylanase produced from Trichoderma reesei. The results showed that the reducing sugar yields of each grass obtained after hydrolysis were rather similar. Therefore, dry matter yields (kg/rai/year) were also included in the calculation. From this selection, 11 types of grasses (all of the forage grasses and 3 ecotypes of vetiver grasses: Sri Lanka, Prachuap Khiri Khan and Ratchaburi) having the reducing sugar yields over 630 kg/rai/year were used as feedstock for ethanol production by simultaneous saccharification and co-fermentation (SSCF) using cellulase and xylanase for hydrolysis and Saccharomyces cerevisiae and Pichia stipitis after 9 and 10 h of cultivation under co-fermentation at 35 °C for 7 days. The results showed that Sri Lanka ecotype vetiver grass had the highest ethanol yield of 1.14 g/l or 0.14 g/g substrate which was equivalent to 32.72 % of the theoretical ethanol yield. When dry matter yields were included in the calculation, Sri Lanka ecotype vetiver grass had ethanol yield of 184.27 litres/rai/year whereas napier leaves had maximum ethanol yield of 435.29 litres/rai/year (0.98 g/l or 0.12 g/g substrate which was equivalent to 30.60 % of the theoretical ethanol yield).

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วรวุฒิ จุฬาลักษณานุกูล

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2551

Modified: 2565-12-29

Issued: 2565-12-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78096

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีชีวภาพ

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4972277323_2551[1].pdf	1.99 MB

ใช้เวลา

0.039064 วินาที