Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56808
Title: การผลิตกรดแอล-แลกติกจากไฮโดรไลเสทของกากมันสำปะหลังโดยรา Rhizopus oryzae ในระดับนำร่อง : รายงานการวิจัย
Other Titles: Pilot scale production of L-lactic acid from cassava pulp hydrolysate by Rhizopus oryzae
Authors: ณัฏฐา ทองจุล
วาสนา โตเลี้ยง
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สถาบันวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมพันธุศาสตร์
Subjects: กรดแล็กติก
มันสำปะหลัง
Issue Date: 2556
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ได้ศึกษาความเป็นไปได้ในการนา กากมันสา ปะหลังสดมาใช้ในการผ ลิตกรดแอล-แลก ติกโดยราเส้นใย R. oryzae โดยเริ่มจากการทดลองหาภาวะที่เหมาะสมเพื่อจะนาไปใช้ในการออกแบบขยาย สเกล โดยทา การหมักกรดแลกติกด้วยกลูโคส จากผลการทดลอง พบว่า ได้อัตราการผลิตกรดแลกติกจาก กลูโคสสูงสุดที่อัตราการปั่นกวน 700 รอบต่อนาที และอัตราการให้อากาศ 0.5 ปริมาตรอากาศต่อปริมาตร น้า หมักต่อนาที ในการทดลองอีกส่วน ได้นา กากมันสา ปะหลังสดที่ได้มาหาเทคนิคในการปรับสภาพที่ เหมาะสมก่อนที่นา ไปย่อยต่อด้วยเอนไซม์ จากผลการทดลองพบว่า เมื่อนา กากมันสา ปะหลังมาปรับสภาพ โดยการใช้ความร้อนสูงภายใต้ความดันก่อนนา ไปย่อยต่อด้วยเอนไซม์เซ ลลูเลส และอะไมเลส จะทา ให้ได้ ปริมาณแป้ งที่ดึงออกมาจากกากมันสา ปะหลังสดได้มากที่กว่าเมื่อเทียบกับการปรับสภาพกากมันสา ปะหลัง ด้วยความร้อนสูงภายใต้ความดันพร้อมกับเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงไป โดยภาวะในการปรับสภาพและ การย่อยที่ได้กลูโคสสูงสุดที่ 0.6 กรัมกลูโคสต่อกรัมกากมันสา ปะหลังแห้ง คือ การปรับสภาพด้วยความร้อน สูงภายใต้ความดันนาน 15 นาที โดยใช้สารละลายกากมันสา ปะหลังในน้า (20 เปอร์เซ็นต์น้า หนักแห้ง ) จากนั้นนา กากมันที่ผ่านการปรับสภาพแล้วไปย่อยต่อด้วยเซลลูเลส (33.15 ยูนิตต่อกรัมกากมันแห้ง ) นาน 6 ชั่วโมง และอะไมเลส (16.8 ยนู ิตต่อกากมันแห้ง ) นาน 15 นาที จากนั้นได้นา ภาวะที่เหมาะสมไปทดลอง การย่อยกากมันสา ปะหลังสดในระดับนา ร่อง นอกจากนี้ ยังได้ทา การทดลองนา สารละลายกากมันสา ปะหลัง ที่ได้จากการปรับสภาพและย่อยด้วยเอนไซม์ที่ภาวะต่างๆ กันมาใช้ในการหมักกรดแลกติกเทียบกับการหมัก โดยกลูโคส และแป้ ง ซึ่งพบว่า สารละลายที่ได้จากการปรับสภาพกากมันสา ปะหลังด้วยความร้อนสูงภายใต้ ความดันแล้วนา ไปย่อยด้วยเอนไซม์ และสารละลายที่ได้จากการย่อยกากมันสา ปะหลังด้วยเอนไซม์สามารถ นา มาใช้หมักกรดแลกติกได้ดีเทียบเคียงกับการใช้กลูโคสและแป้ งเป็นแหล่งคาร์บอน นอกจากนี้ ยังมี การ คา นวณเพื่อออกแบบขยายสเกลการหมักกรดแลกติกจากถังปฏิกรณ์ชีวภาพระดับ 5 ลิตรไปเป็นระดับ 90 ลิตร โดยใช้เกณฑ์คงที่ในการคา นวณ 4 เกณฑ์ ได้แก่ ค่า Reynold’s number (Rei) ความเร็วปลายใบพัดกวน (ui) กา ลังมอเตอร์ต่อปริมาตร (P/V) และอัตราการไหลวนของน้า หมักภายในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ (Fl/V) เพื่อหาภาวะที่จะนา ไปทดลองในการหมักกรดแลกติกในถังปฏิกรณ์ชีวภาพขนาด 90 ลิตรต่อไป
Other Abstract: This research studied the possibility of using cassava pulp to produce L-lactic acid by filamentous fungus R. oryzae. Firstly, the optimal operating condition required in scale up calculation was determined during lactic acid fermentation by glucose. The result showed that the best suited operating condition was at 700 rpm and 0.5 vvm air. At this operating condition, the highest lactic acid yield and productivity were accomplished. The other experiment performed in this research was to determine the appropriate pretreatment process prior to the enzymatic hydrolysis of cassava pulp in order to achieve high glucose recovery from cassava pulp. It was found that only steam pretreatment under high temperature and pressure was sufficient for pretreating cassava pulp. Using steam pretreatment with the addition of NaOH did not ease enzymatic hydrolysis of the pretreated pulp. More glucose was recovered from the hydrolysis of steam pretreated cassava pulp. The highest glucose recovery yield achieved was 0.6 g glucose per g dry pulp when pretreated the cassava pulp with steam for 15 min followed by hydrolyzing with cellulase (33.15 unit per g dry pulp) for 6 h and amylase (16.8 unit per g dry pulp) for 15 min. Pilot scale pretreatment and hydrolysis of fresh cassava pulp were also carried out using the optimal conditions obtained from the laboratory scale test. Later the cassava pulp hydrolysates prepared by different techniques were used as the carbon source in lactic acid fermentation. The fermentation results were compared with those using glucose and soluble starch as the carbon source. It was observed that the hydrolysates obtained from steam pretreatment followed by enzymatic hydrolysis and the enzyme treated hydrolysate gave the comparable lactic acid yield and productivity to glucose and soluble starch. In addition, scale up calculation was performed for predicting the operating condition in the large scale culture using the data obtained from glucose fermentation in the 5 L bioreactor. 4 criteria were used in the calculation. Those included Reynolds’ number (Rei), impeller tip speed (ui), power input per unit volume (P/V), and mixing time (Fl/V).
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56808
Type: Technical Report
Appears in Collections:Biotec - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nuttha_th_016182.pdf2.54 MBAdobe PDFView/Open


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