ศักยภาพการผลิตเอทานอลและก๊าซชีวภาพจากน้ำคั้นทางปาล์มและลำต้นปาล์มน้ำมัน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการศึกษาศักยภาพการผลิตเอทานอลและก๊าซมีเทน (Biochemical Methane Potential, BMP) จากน้ำคั้นทางปาล์ม (Oil palm frond juice, OPFJ) และน้ำคั้นต้นปาล์ม (Oil palm trunk juice, OPTJ) โดยใช้เชื้อ S. cerevisiae เพื่อใช้เป็นพลังงานทางเลือก ผลการทดลองพบว่าในช่วง 48 ชั่วโมงแรกของการหมัก ปริมาณกลูโคสถูกใช้ไปอย่างรวดเร็ว เพื่อผลิตเป็นเอทานอล โดยปริมาณกลูโคสใน OPFJ ลดลงจาก 31.26 เหลือ 5.09 g/l และ OPTJ ลดลงจาก 58.65 เหลือ 4.95 g/l ซึ่งปริมาณกลูโคสถูกใช้ไปเพื่อผลิตเอทานอลจนเข้าสู่สภาวะคงที่ (Steady-state) ที่ชั่วโมงที่ 96 ของกระบวนการหมัก สามารถผลิตเอทานอลได้สูงสุดจาก OPTJ และ OPFJ เท่ากับ 31.28 และ 11.50 g/l ตามลำดับ จากการคำนวณ Ethanol yield พบว่า การผลิตเอทานอลจาก OPTJ ให้ yield สูงกว่า OPFJ โดย Ethanol yield ของ OPTJ มีค่าเท่ากับ 0.48 g-ethanol/g-glucose ส่วน OPFJ มีค่าเพียง 0.39 g-ethanol/g-glucose เท่านั้น เนื่องจากประสิทธิภาพการหมัก (Fermentation efficiency) ของ OPTJ สูงถึง 93.42% ในขณะที่ประสิทธิภาพการหมักของ OPFJ มีค่าเพียง 72.14% การผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำกากส่าของ OPFJ และ OPTJ โดยใช้เทคนิค Biochemical methane potential (BMP) ผลการทดลองพบว่าปริมาณมีเทนสะสมสูงสุดของ OPFJ และ OPTJ มีค่าเท่ากับ 997 และ 1,068 ml ที่ 71.53 และ 71.18% มีเทน ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกันมาก สอดคล้องกับค่าผลผลิตมีเทน (yield) ก็มีค่าใกล้เคียงกันซึ่งมีค่าเท่ากับ 314 และ 336 ml CH4/g VS จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าน้ำกากส่าของ OPFJ และ OPTJ มีศักยภาพในการใช้เป็นวัตถุดิบเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพได้ โดยพบประชากรอาร์เคียกลุ่ม 3 จีนัส คือ Methanobacterium sp., Methanofollis sp., และ Methanosaeta sp.
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ลิขสิทธิ์เป็นของวารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
เอกสารอ้างอิง
R.G.J. Edyveana, W. Apiwatanapiwatb, P. Vaithanomsatb, A. Boondaengb, P. Janchaib and S. Sophonthammaphat, “The Bio-Circular Green Economy model in Thailand – A comparative Review”, Agriculture and Natural Resources, vol. 57, pp. 51-64, 2023.
M. Shafiel, M.M. Kabir, H. Zilouei, I.H. Horvath and K. Karimi, “Techno-economical study of biogas production improved by steam explosion pretreatment”, Bioresource Technology, vol. 148, pp. 53–60, 2013.
M.A.K.M. Zahari, M.R. Zakaria, H.H. Ariffin, M.N. Mokhtar, J. Salihon, Y. Shirai and M.A. Hassan, “Renewable sugars from oil palm frond juice as an alternative novel fermentation feedstock for value-added products”, Bioresource Technology, vol. 110, pp. 566–571, 2012.
M. Wasterholm, M. Hansson and A. Schnurer, “Improved biogas production from whole stillage by co-digestion with cattle manure”, Bioresource Technology, vol. 114, pp. 314-319, 2012.
I. Angelidaki and L. Ellegaard, “Co-digestion of manure and organic wastes in centralized biogas plants, status and future trends”, Appl Biochem Biotech, vol.109, pp. 95-105, 2003.
S. O-Thong, A. Hniman, P. Prasertsan and T. Imai, “Biohydrogen production from cassava starch processing wastewater by thermophilic mixed cultures”, Int J Hydrogen Energy, vol. 36, pp. 3409-3416, 2011.
K. Kongjan, S. O-Thong and I. Angelidaki, “Biohydrogen production from desugared molasses (DM) using thermophilic mixed cultures immobilized on heat treated anaerobic sludge granules”, Hydrogen energy, vol. 36, pp. 14261-14269, 2011.
E.W. Rice, R.B. Baird, A.D. Eaton and L.E. Clesperi, “Standard methods for the examination of water and wastewater (22thed).” Washington DC.: American Public Health Association, 2012.
N.H.M. Yasin, M. Furkuzaki, T. Maeda, Miyazaki, T. Miyasaki, C.M.H.C. Maail, H. Ariffin and T.K. Wood, “Biohydrogen production from oil palm frond juice and sewage sludge by a metabolically enginerred Escherichia coli strain”, International journal of hydrogen energy, vol. 38, pp. 10277-10283, 2013.
G. Reed and T.W. Nagodawithana, Yeast Technology. New York: Van Nostrand Reinhold, 1991.
S.S.S. Abdullah, Y. Shirai, E.K. Bahrin and M.A. Aassan, “Fresh oil palm frond juice as a renewable, non-food, non cellulosicand complete medium for direct bioethanol production”, Industrial Crops and Products, vol. 63, pp. 357–361, 2015.
C.L. Ramos, W.F. Duarte, A.L. Freire, D.R. Dias, E.C.A. Eleutherio and R.F. Schwan, “Evaluation of stress tolerance and fermentative behavior of indigenous Saccharomyces cerevisiae”, Brazilian Journal of Microbiology, vol. 44, pp. 935-944, 2013.
X. Wu, S. Staggenborg, J.L. Propheter, W.L. Rooney, J. Yu, D. Wang, “Features of sweet sorghum juice and their performance in ethanol fermentation”, Industrial Crops and Products, vol. 31, pp. 164-170, 2010.
M. Pavlecic, I. Vrana, K. Vibovec, P. Horvat, B. Santek, “Ethanol production from different intermediates of sugar beet processing”, Food Technology & Biotechnology, vol. 48, pp. 362-367, 2010.
Energy Research and Development Institute Nakornping, Chiang Mai University. “Biochemical methane potential (BMP) analysis document”, 2011.
