DSpace  
 

CUIR at Chulalongkorn University >
Faculty and Institute >
Faculty of Engineering - Eng >
Eng - Theses >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1258

Title: การผลิตเอทานอลจากเหง้ามันสำปะหลัง
Other Titles: Ethanol production from cassava rhisome
Authors: พรรณวิไล กิ่งสุวรรณรัตน์, 2519-
Advisor: จิรกานต์ เมืองนาโพธิ์
ศิริกุล จันทร์สว่าง
Advisor's Email: chirakarn.m@chula.ac.th
Subjects: เซลลูโลส -- การย่อยสลาย
เฮมิเซลลูโลส
ลิกนิน
เหง้ามันสำปะหลัง
แอลกอฮอล์ -- การผลิต
Issue Date: 2545
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในเหง้ามันสำปะหลัง ที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเอทานอล โดยปกติเซลลูโลสจะอยู่รวมกับส่วนประกอบอื่น ได้แก่ เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งเป็นตัวขัดขวางการเข้าทำปฏิกิริยาของเซลลูโลสกับเอนไซม์ในปฏิกิริยาการย่อย ดังนั้นในการผลิตจะต้องทำการแยกส่วนประกอบดังกล่าวออกจากโครงสร้างของเหง้ามันสำปะหลัง ในขั้นการปรับสภาพ ซึ่งในงานวิจัยใช้วิธีการปรับสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยพบว่าวิธีการปรับสภาพวิธีที่ดีที่สุด คือ การแช่เหง้ามันสำปะหลังในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 2.0 โมลาร์ เป็นเวลา 24 ชั่วโมง แล้วนำไปต้มที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 90 นาที จะได้ตะกอนเหง้ามันสำปะหลังที่มีเซลลูโลสประกอบอยู่ 96.46% เฮมิเซลลูโลส 1.85% และลิกนิน 1.69% จากเหง้ามันสำปะหลังที่ผ่านการปรับสภาพทางกายภาพโดยการบด แต่ยังไม่ผ่านการปรับสภาพทางเคมี ซึ่งมีส่วนประกอบคือ เซลลูโลส 82.14% เฮมิเซลลูโลส11.41% และลิกนิน 6.45% ตะกอนเหง้ามันสำปะหลังที่ได้นำไปย่อยด้วยเอนไซม์เซลลูบริกซ์ โดยใช้ความเข้มข้นของเอนไซม์ต่อกรัมเซลลูโลสเท่ากับ 4.079 หน่วย FPU ต่อกรัมเหง้ามันสำปะหลัง ในสารละลายซิเตรตบัฟเฟอร์เข้มข้น 0.05 โมลาร์ ที่มีค่าความเป็นกรดด่าง เท่ากับ 4.8 ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส โดยใช้เวลาในการย่อย 24 ชั่วโมง ที่สภาวะดังกล่าวเป็นสภาวะที่เหมาะสมต่อการย่อยโดยสามารถผลิตน้ำตาลรีดิวซ์ได้ 8.30 กรัมต่อลิตร และเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนเหง้ามันสำปะหลังเป็นน้ำตาลรีดิวซ์เท่ากับ 21.62% เมื่อนำน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากการย่อยสลายเหง้ามันสำปะหลังมาเลี้ยงเชื้อ Zymomonas mobilis strain TISTR 405 ซึ่งเป็นสายพันธุ์เดียวกับ ATCC 10988 พบว่าสภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิตเอทานอลโดยการเลี้ยงเชื้อในสารอาหารที่มีน้ำตาลรีดิวซ์ 25 กรัมต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส และปรับค่าความเป็นกรด-ด่างให้เหมาะสมกับการเจริญของเชื้อ คือที่ 5.0 เมื่อทำการหมักในสภาวะแบบไม่ใช้ออกซิเจน เป็นเวลา 60 ชั่วโมง จะได้เอทานอล 10.60 กรัมต่อลิตร เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนน้ำตาลเป็นผลิตภัณฑ์เป็น 69.84% ค่าผลได้ของเซลล์จากสารอาหารเพื่อการเจริญเติบโต (yX/S) 0.14 กรัมต่อกรัม ค่าผลได้ของผลิตภัณฑ์จากสารอาหาร (yP/S) 0.68 กรัมต่อกรัม และอัตราการผลิตเอทานอล 0.30 กรัมต่อลิตร.ชม.
Other Abstract: Cellulose, the important component in cassava rhisome, can be used as precursor in the production of ethanol. The other components in cassava rhisome such as hemicellulose and lignin are the inhibitors of the reaction between cellulose and enzyme in enzymatic hydrolysis. These must be separated in the pretreatment step. The cassava rhisome was treated with 2.0 M NaOH for 24 hours at room temperature and refluxed at 50 degree celcius for 90 minutes. The treated cassava rhisome contained 96.46% cellulose, 1.85% hemicellulose and 1.69% lignin, compared with the untreated cassava rhisome, which contained 82.14% cellulose, 11.41% hemicellulose and 6.45% lignin. The pretreated cassava rhisome residue was subjected to cellulose hydrolysis at the concentration of enzyme-to-cellulose ratio of 4.079 unit FPU : 1 g, in 0.05 M Citrate buffer at pH 4.8 and then heated in a shaking waterbath at 50 degree celcius for 24 hours to produce the reducing sugar to support the fermentation. The concentration of reducing sugar was 8.30 g/l and the percentage of conversion was 21.62.Enzyme hydrolysate from cassava rhisome was used to cultivated the strain of Zymomonas mobilis TISTR 405 as same as ATCC 10988. The study on ethanol production revealed that the optimal condition for Zymomonas mobilis TISTR 405 to grow in cassava rhisome hydrolysate were 25 g/l reducing sugar concentration at 30 degree celcius. The reducing sugar solution was fermented at pH 5.0 by anaerobic condition for 60 hours. Under these conditions, the maximal ethanol production of 10.60 g/l were obtained, the percentage of conversion was 69.84. The cell yield (yX/S), ethanol yield (yP/S) and specific ethanol productivity were 0.14 g/g, 0.68 g/g and 0.30 g/lฺhr respectively.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2545
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1258
ISBN: 9741798563
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:

File Description SizeFormat
Panwilai.pdf2.17 MBAdobe PDFView/Open  (Chula only)
View Statistics

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

 

Valid XHTML 1.0! DSpace Software Copyright © 2002-2010  Duraspace - Feedback