Mathematical model of high c-phycocyanin extraction from spirulina platensis

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์การสกัดไฟโคไซยานินความเข้มข้นสูงจากสาหร่ายสไปรูลินา

Name: Phirunrat Thaisamak

keyword: ซี-ไฟโคไซยานิน

ThaSH: มหาวิทยาลัยแม่โจ้ -- วิทยานิพนธ์

; อัลตราโซนิค

; ฟองอากาศขนาดเล็ก

; สาหร่ายสไปรูลินา

; แบบจำลองทาง คณิตศาสตร์

Abstract: ไฟโคไชยานินจากสาหร่ายสไปรูลินาเป็นสารธรรมชาติอย่างดีซึ่งสามารถใช้เป็นสารแต่งสีในอุตสาหกรรมอาหาร วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ได้แก่ เพื่อการศึกษาพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการสกัดสารไฟโคไซยานิน เพื่อการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับทำนายความเข้มข้นระหว่าง การสกัด และเพื่อออกแบบเครื่องสกัดเชิงแนวคิดและคำนวณเศรษฐศาสตร์ของการผลิตสารไฟโคไซยานินการศึกษาพารามิเตอร์ที่มีผลต่อกระบวนการการสกัดไฟโคไซยานินถูกนำเสนอในรูปแบบตัวแปรการเพิ่มประสิทธิภาพ (Enhancement factor, EF ซึ่งเป็นผลของอัตราส่วนระหว่างความ เข้มข้นของสารไฟโคไซยานินจากการใช้คลื่นอัลตราโชนิคร่วมกับการควบคุมอุณหภูมิการสกัด (UAET)กับวิธีดั้งเดิมโดยใช้การแช่แข็งสลับการละลาย (RFT โดยการศึกษาทำการศึกษาการเปลี่ยนแปลงความถี่ในการสกัด 3 ระดับ (28, 45, 100 kHz และการควบคุมอุณหภูมิ (40, 45, 50 *C) ที่มีผลต่อ การสกัดไฟโคไขยานิน จากการศึกษาพบว่าการใช้ความถี่อัลตราโซนิค 100 kH2 ร่วมกับการควบคุมอุณหภูมิ 15 *C เป็นสภาวะที่สกัดสารไฟโคไซยานินได้มากที่สุด โดยได้ค่าความเข้มข้นไฟโคไซยานินปริมาณ CPC yield และ EF เป็น 2.55+0.14 mg/ml, 127.70+0.22 mg/g และ 1.26 ตามลำดับ จากนั้นทำการศึกษาการใช้ฟองอากาศขนาดเล็กร่วมกับการใช้คลื่นอัลตราโชนิคและการควบคุมอุณหภูมิ (MBUT) ต่อการสกัดไฟโคไซยานิน โดยการทดลองการเปลี่ยนแปลงความถี่คลื่นอัลโชนิค (28, 45 และ 100 kH2) การเปลี่ยนแปลงขนาดของฟองอากาศขนาดเล็ก (30, 40, um) และ การเปลี่ยนแปลงการควบคุมอุณหภูมิ (35, 40, and 45 *C) ตามลำดับ โดยสภาวะการสกัดที่ทำให้ได้สารไฟโคไซยานินสูงที่สุดคือ การใช้คลื่นความถี่ 45 KHz ขนาดฟองอากาศขนาดเล็กเฉลี่ย 30 Um และการควบคุมอุณหภูมิการสกัด 450C โดยได้ค่าความเข้มข้นสารไฟโคไซยานิน ปริมาณ CPC yield และ EF เท่ากับ 3.50土0.11 mg/ml, 175.10:0.79 mg/3 และ 1.72 ตามลำดับ เมื่อเทียบกับวิธี UAET การใช้เทคนิค MBUT จึงเป็นพารามิเตอร์ร่วมที่ช้ระยะเวลาในการสกัดที่สั้นกว่าและมีประสิทธิภาพการสกัดสารไฟโคไซยานินดีกว่าถึง 35% การจำลองการสกัดสารไฟโคไซยานินเป็นไปตามแบบจำลองทางทฤษฎีการถ่ายเทมวลสารตามกฎของ Fick's สำหรับการสกัดแบบ solid-liquid ซึ่งเป็นการถ่ายเทมวลสารเชิงโมเลกุลซึ่ง สามารถอธิบายการแพร่ได้โดยสัมประสิทธิ์การแพร่ (Diffusion coefficient) โดยสมการความสัมพันธ์ทางทฤษฎีของการแพร่อนุภาคในของเหลวถูกเลือกเพื่อดัดแปลงสำหรับใช้ทำนายค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ ผลการศึกษาพบว่าสมการความสัมพันธ์สัมประสิทธิ์การแพร่ตามกฎของ Fick's สำหรับการสกัดแบบ solid-liquid ที่ถูกดัดแปล& สามารถใช้ในการจำลองการสกัดโดยสามารถทำนายค่าความเข้มข้นระหว่างการสกัดได้ โดยผลจากการวิเคราะห์ความแม่นยำทางสถิติมีค่า RMSE เท่ากับ 0.1212 ท้ายที่สุดงานวิจัยนำเสนอเครื่องต้นแบบสกัดสารไฟโคไซยานินความเข้มข้นสูงด้วยเทคนิค การใช้ฟองอากาศขนาดเล็กร่วมกับคลื่นอัลตราโซนิคและการควบคุมอุณหภูมิ (CPC-MBUT ท้ายที่สุดงานวิจัยนำเสนอเครื่องต้นแบบสกัดสารไฟโคไซยานินความเข้มข้นสูงด้วยเทคนิคการใช้ฟองอากาศขนาดเล็กร่วมกับคลื่นอัลตราโซนิคและการควบคุมอุณหภูมิ (CPC-MBUT extractor prototype model) ส่วนเศรษฐศาสตร์วิศวกรรมทำการวิเคราะห์โดยใช้ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการสกัดด้วยเครื่องสกัด MBUT ซึ่งเป็นสารสกัดที่อยู่ในรูปของเหลว ต้นทุนการผลิตเครื่องต้นแบบราคาประมาณ 400,000 บาท และผลการศึกษาเศรษฐศาสตร์พบว่าใช้ระยะเวลาคืนทุนประมาณ 3 ปี คำสำคัญ : ชี-ไฟโคไซยานิน, อัลตราโซนิค, ฟองอากาศขนาดเล็ก, สาหร่ายสไปรูลินา, แบบจำลองทางคณิตศาสตร์

Address: CHIANG MAI

Email: mjudc@mju.ac.th

Name: Somkiat Jaturonglumler

Role: Chair

Name: Jaturpatr Varith

Role: Committee

Name: Kanjana narkprasom

Role: Committee

Created: 2020

Modified: 2023-03-23

Issued: 2566-02-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

Th

eng

Spatial: เชียงใหม่

DegreeName: Doctor of Engineering in Food Engineering

Level: Doctoral Degree

Descipline: Doctor of Engineering in Food Engineering

Grantor: มหาวิทยาลัยแม่โจ้

©copyrights Maejo University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	abstract.pdf	2.14 MB
2	fulltext.pdf	82.93 MB

ใช้เวลา

0.039565 วินาที