Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5528
Title: Microorganism cell disruption using a three-phase fluidized bed with agitator
Other Titles: การแตกของเซลล์จุลินทรีย์โดยใช้ฟลูอิไดซ์เบดสามเฟสแบบใช้ใบกวน
Authors: Narisara Suksamai
Advisors: Tawatchai Charinpanitkul
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: Tawatchai.C@Chula.ac.th, ctawat@pioneer.chula.ac.th
Subjects: Cell disruption
Baker's yeast
Fluidization
Microorganisms
Issue Date: 2000
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: In this study, for the disruption of baker's yeast cells (Saccharomyces cerevisiae) to recover useful intracellular protein, a three-phase fluidized bed with agitator has been utilized as a new type cell disrupter. The three-phase system consists of yeast suspension, air bubble and glass beads employed as liquid phase, gas phase and solid phase, respectively. The operating parameters for the yeast cell disruption, which are impeller speed, the existing of draft tube in the fluidized bed column, superficial gas velocity, and superficial liquid velocity as well as bead size have been investigated extensively. The efficiency of disruption is evaluated by the yeast cell size distribution, and measuring total crude soluble protein released as well as using microscopic observation. The results show that in the case of presence of glass beads, an increase in the impeller speed between inthe range of 500 rpm and 3000 rpm does not affect on yeast cells disruption whether the gas bubbles are introduced into the system or not. On the other hands, with the presence of glass beads, the rate constant of yeast cells disruption increases with the increasing the impeller speed. The existing of the coaxial draft tube does not affect the yeast cell disruption compared with the single-phase mixing without the draft tube. Introduction of the gas bubbles into the bubble column also does not affect on yeast cells disruption whether the agitation is employed or not. Increasing the superficial gas velocity between 10 to 40 cm/min decreases the rate constant of yeast cell disruption but contributes the better heat transfer. The circulation of yeast suspension using centrigugal pump at the feed rate between 10 and 30 cm/min provides insignificant effect on the yeast cell disruption. Increasing the superficial liquid velocity decreases the rate constant of yeast cell disruption in the three-phase fluidized bed system. Glass beads with a diameter of 1000 mu m contribute to the higher efficiency of yeast cell disruption compared with those of 2000 mu m. The yeast cell rupture becomes less efficient at low impeller speed (25 rpm) although the direct contact between glass beads and impeller blades is employed.
Other Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการประยุกต์ใช้ฟลูอิไดซ์เบดสามเฟสแบบใช้ใบกวนร่วมในการทำให้เซลล์ยีสต์สายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae แตก แล้วปลดปล่อยโปรตีนภายในเซลล์ซึ่งมีประโยชน์ในเชิงอุตสาหกรรม ระบบสามเฟสนี้ประกอบด้วยสารละลายยีนส์, อากาศ, และลูกแก้วซึ่งใช้เป็นของเหลว, ก๊าซ, และ ของแข็งในระบบตามลำดับ เราได้ทำการศึกษาปัจจัยในการดำเนินการที่มีผลต่อการแตกของเซลล์ซึ่งได้แก่ ความเร็วรอบใบกวน, การใส่ดราฟทิวไว้ภายในคอลัมน์, ความเร็วของอากาศ, ความเร็วของของเหลวและขนาดของลูกแก้วที่มีผลต่อการแตกของเซลล์ยีสต์และใช้ศึกษาประสิทธิภาพของการทำให้เซลล์แตกวัดจากการกระจายขนาดของเซลล์ยีสต์, โปรตีนที่ปลดปล่อยออกมา, และการศึกษาลักษณะของเซลล์โดยอาศัยกล้องจุลทรรศน์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสำหรับระบบที่ไม่ใช้ลูกแก้วนั้น การเพิ่มความเร็วรอบของใบกวนในช่วง 500 ถึง 300 รอบไม่มีผลต่อการแตกของเซลล์ทั้งระบบที่มีการให้อากาศและไม่มีการให้อากาศ แต่สำหรับระบบที่มีการใช้ลูกแก้วอัตราการแตกของเซลล์จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มความเร็วรอบของใบกวน สำหรับการติดตั้งดราฟทิวจะไม่มีต่อการแตกของเซลล์อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับการไม่ใส่ดราฟทิว ในการให้อากาศเข้าไปในระบบนั้นไม่มีต่อการแตกของเซลล์ทั้งในกรณีที่มีและไม่มีการปั่นกวน แต่การเพิ่มความเร็วของอากาศระหว่าง 10 ถึง 40 เซนติเมตรต่อนาทีกลับจะทำให้อัตราการแตกของเซลล์ลดลงแต่จะช่วยในการถ่ายเทความร้อนได้ดีขึ้น สำหรับการหมุนวนสารละลายยีสต์โดยใช้ปั๊มด้วยความเร็ว 10 ถึง 30 เซนติเมตรต่อนาทีไม่มีผลทำให้เซลล์ยีสต์ลดการแตก แต่การเพิ่มความเร็วในการหมุนวนกลับจะลดอัตราการแตกของเซลล์ลง สำหรับการใช้ลูกแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1000 ไมครอนจะให้ประสิทธิภาพในการทำให้เซลล์แตกสูงกว่ากรณีใช้ลูกแก้วขนาด 2000 ไมครอน และการทดลองทำให้เซลล์แตกภายในระบบที่ไม่มีดราฟทิวที่ความเร็วรอบต่ำพบว่าไม่สามารถทำให้เซลล์ยีสต์แตกได้แม้ว่าจะมีการทำให้เกิดการสัมผัสกันโดยตรงระหว่างยีสต์กับลูกบด
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2000
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5528
ISBN: 9741307683
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Narisara.pdf3.74 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.