A Comparative Study on The Efficiency of Lipase Producing Bacteria and Commercial Lipase Enzyme Usage in Oil Removal and Grease Contaminated from Food Processing Industry Wastewater
Main Article Content
Abstract
This research aimed to compare the efficacy of using lipase-producing bacteria and commercial lipase enzyme for removing oil and grease in wastewater from food processing plants, including the cost comparison. In this study, each pure culture of Bacillus tropicus, Bacillus thuringiensis and mixed cultures of both strains were cultured in synthetic wastewater containing 10% vegetable oil by volume. It was found that the using of pure culture of B. tropicus 5% (v/v), showed the highest efficiency to remove oil and grease. The comparison of the oil and grease degradation between the studied bacteria and commercial enzymes was investigated. The wastewater from frozen chicken processing plants was used for the experiment with 20 liter reactors at room temperature and aerated for 14 days. The results showed that B. tropicus 5% (v/v) had more effective in treating wastewater than commercial enzymes with 57.1+0.945% and 55.6+0.082% in oil and grease degradation and chemical oxygen demand, while commercial enzymes had efficiency only 49.2+3.323% and 44.4+0.216%, respectively. In addition, it was found that the cost of treating oily wastewater with bacteria was lower than using commercial lipases enzyme around 5.2 times per cubic meter of wastewater.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
นฤมล มาแทน. (2562). ปัจจัยที่ส่งผลต่อการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์. https://essentialoil.wu.ac.th/wp-content/uploads/2009/02=ปัจจัยที่ส่งผลต่อการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์
มาริสา อัตถาพงศ์. (2560). การศึกษาประสิทธิภาพของแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์ไลเปสในการย่อยสลายน้ำมัน และไขมันในน้ำเสียสังเคราะห์ [วิทยานิพนธ์ปริญญา ดุษฎีบัณฑิต]. มหาวิทยาลัยพะเยา.
รัชวุฒิ โคตรลาคำ, นิธิมา สุทธิพันธุ์, และ ณฐพล ทองปลิว. (2563). การเพิ่มประสิทธิภาพของถังดักไขมันโดยการเติมแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์ไลเปสสำหรับการจัดการน้ำเสียในตลาดสด [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต]. มหาวิยาลัยอุบลราชธานี.
วิจิตรา พิกุลแก้ว. (2563). ประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียด้วยจุลินทรีย์ประสิทธิภาพสูงและจุลินทรีย์จากตะกอนของระบบบำบัดน้ำเสียจากโรงอาหาร [วิทยานิพนธ์ปริญญา มหาบัณฑิต]. มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช.
สุวัฒน์ศักดิ์ ด่านศักดา. (2551). การศึกษาประสิทธิภาพของจุลินทรีย์ที่สามารถผลิตเอนไซม์ไลเปสในการกำจัดไขมันและน้ำมันที่ปนเปื้อนในน้ำเสียของโรงงานปลาส้ม [วิทยานิพนธ์ปริญญา มหาบัณฑิต]. มหาวิทยาลัยแม่โจ้.
อภิชญา พัดพิน, พิมประไพ ขาวขำ, และ พิทักษ์ ปอกสอน . (2563). การคัดแยกแบคทีเรียผลิตเอนไซม์ไลเปสจากน้ำเสียในบ่อดักไขมันโรงอาหารมหาวิทยาลัยราชภัฏแพงเพชร. วารสารวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี (สทวท), 7(1), 69-79. https://research.kpru.ac.th/journal_science/journal/20802020-06-9.pdf
Adulkar, T. V., & Rathod, V. K. (2015). Pre-treatment of high fat content dairy wastewater using different commercial lipases. Desalination and Water treatment, 53(9), 2450-2455. https://doi.org/10.1080/19443994.2013.871582
Azhdarpoor, A., Mortazavi, B., & Moussavi, G. (2014). Oily wastewaters treatment using Pseudomonas sp. isolated from the compost fertilizer. Journal of Environmental Health Science & Engineering, 12(77), 1-6. http://www.ijehse.com/content/12/1/77
Bhumibhamon, O., & Phattayakorn, K. (2003). Lipase-Producing Microorganisms for Use in Contaminated Fat and Oil Kitchen Wastewater Treatment. Kasetsart Journal (Natural Science), 37(3), 327-333. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/anres/article/download/242876/ 165719/834299
Demiral, B., Yenigun, O., & Onay, T. (2005). Anaerobic treatment of dairy wastewaters: A review. Process Biochemistry, 40(8), 2583-2595. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2004.12.015
Fingas, M. (2015). Vegetable oil spills: oil properties and behavior. In: FINGAS, M. (Ed.). Handbook of oil spill science and technology. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. 79–91. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781118989982
Gharat, N., & Rathod, V.K. (2013). Enzyme catalyzed transesterification of waste cooking oil with dimethyl carbonate. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 88, 36–40. https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2012.11.007
Izanloo, H., Mesdaghinia, A., Nabizadeh, R., Nasseri, S., Naddafi, K., Mahvi, AH., & Nazmara, S. (2010). Effect of organic loading on the performance of aerated submerged fixed-film 85 reactor (ASFFR) for crude oil-containing wastewater treatment. Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering, 3(2), 85-90. https://www.researchgate.net/ publication/26488533
Jeganathan, J., Nakhla, G., & Bassi, A. (2007). Hydrolytic pretreatment of oily wastewater by immobilized lipase. Journal of Hazardous Materials, 145(1-2), 127-135. https://doi.org/ 10.1016/j.jhazmat.2006.11.004
Khyami-Horani, H. (1996). Thermotolerant strain of Bacillus licheniformis producing lipase. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 12, 399–401. https://doi.org/10.1007/ BF00340219
Louhichi, G., Bousselmı, L., Ghrabı, A., & Khounı, I. (2019). Process optimization via response surface methodology in the physicochemical treatment of vegetable oil refinery wastewater. Environmental Science and Pollution Research, 26(19), 18993–19011. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2657-z
Mendes, A. A., Pereira, E. B., Furigo Jr., A., & Ferreira de Castro, H. (2010). Anaerobic biodegradability of dairy wastewater pretreated with porcine pancreas lipase, Brazilian archives of biology and technology. Brazilian Archives of Biology and Technology, 53(6), 1279–1284. https://doi.org/10.1590/S1516-89132010000600003
Olaposi, A., Sarafadeen, K., Saka, B., & Adeniyi, A. (2020). Production of lipase by immobilized Bacillus thuringiensis and Lysinibacillus sphaericus and their biodegradation potential on diesel. Bacterial empire, 3(3), 52-57. https://doi.org/10.36547/be.2020.3.3.52-57
Prasad, M.P., & Manjunath, K. (2011). Comparative study on biodegradation of lipid-rich wastewater using lipase producing bacterial species. Indian Journal of Biotechnology, 10(1), 121-124. https://www.researchgate.net/publication/285808021
Puthli, M. S., Rathod, V.K., & Pandit, A. B. (2006). Enzymatic hydrolysis of castor oil: Process intensification studies. Biochemical Engineering Journal, 31(1), 31-41. https://doi.org/ 10.1016/j.bej.2006.05.017
Rathod, V. K., & Pandit, A. B. (2009). Effect of various additives on enzymatic hydrolysis of castor oil. Biochemical Engineering Journal, 47(1–3), 93–99. https://doi.org/10.1016/j.bej.2009.07.008
Salahi, A., Mohammadi, T., Rekabdar, F., & Mahdavi, H. (2014). Reverse osmosis of refinery oily wastewater effluents. Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering, 7(5), 413–422. https://www.researchgate.net/publication/299075066
Salihu, A., Alam, Md. Z., AbdulKarim, M. I., & Salleh, H. M. (2011). Suitability of using palm oil mill effluent as a medium for lipase production. African Journal of Biotechnology, 10(11), 2044-2205. https://www.ajol.info/index.php/ajb/article/view/93111/82521
Salimbeni, A., & Magnolfi, V. (2015). Transformation of used cooking oil into biodiesel: From waste to resource. The European Biomass Industry Association. The technical report. https://www.researchgate.net/publication/285596298
Wallace, T., Gibbons, D., O'Dwyer, M., & Curran, T.P. (2017). International evolution of fat, oil and grease (FOG) waste management: a review. Journal of Environmental Management, 187, 424-435. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.11.003
Yu, L., Han, M., & He, F. (2017). A review of treating oily wastewater. Arabian Journal of Chemistry, 10, 1913–1922. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2013.07.020
