Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/44238
Title: อิทธิพลของสายพันธุ์คลอสตริเดียมและแหล่งไนโตรเจนต่อการหมักบิวทานอล
Other Titles: Effects of clostridium strains and nitrogen sources on butanol fermentation
Authors: ภาณุพงศ์ ทองขาว
Advisors: ชุติมณฑน์ สถิรพิพัฒน์กุล
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email: Chutimon.S@Chula.ac.th
Subjects: บิวทานอล
การหมัก
คลอสตริเดียมอะซีโตบิวติลิคัม
Butanol
Fermentation
Clostridium acetobutylicum
Issue Date: 2555
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: น้ำอ้อยถูกใช้ในการผลิต ABE (อะซิโตน-บิวทานอล-เอทานอล) โดยใช้เชื้อ Clostridium acetobutylicum ATCC 824, Clostridium acetobutylicum ATCC 4259 และ Clostridium saccharobutylicum ATCC BAA 117 ในการศึกษาการเปรียบเทียบกระบวนการหมักที่ใช้ความเข้มข้นของน้ำตาลรีดิวซ์เริ่มต้นที่ 60 และ 80 กรัมต่อลิตร เชื้อ C. saccharobutylicum ATCC BAA 117 ให้ความเข้มข้นตัวทำละลายสูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับอีกสองสายพันธุ์ เชื้อ C. saccharobutylicum ATCC BAA 117 และ C. acetobutylicum ATCC 4259 ให้ตัวทำละลายรวม เป็น 17.46 และ 14.09 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ที่สภาวะเหมาะสมที่มีความเข้มข้นน้ำตาล 60 กรัมต่อลิตร ในขณะที่ C. acetobutylicum ATCC 824 ให้ปริมาณตัวทำละลาย (7.09 กรัมต่อลิตร) ที่สภาวะเหมาะสมที่มีความเข้มข้นน้ำตาล 80 กรัมต่อลิตร การศึกษาอิทธิพลของไนโตรเจนอินทรีย์ (ยีสต์สกัด, แอลไลซีน และกากผงชูรส) และไนโตรเจนอนิ-นทรีย์ (แอมโมเนียมอะซิเตต) ร่วมกันต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ และการผลิตตัวทำละลายโดยเชื้อ C. saccharobutylicum ATCC BAA 117 ในกระบวนการหมักแบบกะที่อุณหภูมิ 35 °C และค่าความเป็นกรด่าง 5.0 สำหรับอิทธิพลของแหล่งไนโตรเจนชนิดเดียว พบว่า กระบวนการหมักที่ใช้ยีสต์สกัดเป็นแหล่งไนโตรเจน ให้การผลิตตัวทำละลาย 16.06 กรัมต่อลิตร โดยสูงกว่ากระบวนการหมักที่ใช้แอลไลซีน (11.25 กรัมต่อลิตร) และกากผงชูรส (6.71 กรัมต่อลิตร) กากผงชูรสช่วยในการสร้างกรด และมวลเซลล์ ในขณะที่ยีสต์สกัด และแอลไลซีน ช่วยส่งเสริมการรสร้างตัวทำละลาย เมื่อใช้แหล่งไนโตรเจนร่วมกัน (ยีสต์สกัด/ แอมโมเนียมอะซิเตต หรือแอลไลซีน / แอมโมเนียมอะซิเตต) ในอาหารสูตรซับซ้อน พบว่า ปริมาณตัวทำละลายรวม การเจริญเติบโตของเซลล์ และอัตราการผลิตตัวทำละลายรวม สามารถเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การเติมแอมโมเนียมอะซิเตตร่วม ไม่มีผลต่อกระบวนการหมักที่ใช้กากผงชูรส การใช้น้ำอ้อยที่ความเข้มข้นน้ำตาล 60 กรัมต่อลิตร ร่วมกับ ยีสต์สกัด และแอมโมเนียมอะซิเตต ที่สภาวะเหมาะสมให้ปริมาณตัวทำละลายรวมสูงสุด 21.51 กรัมต่อลิตร (ประกอบด้วยบิวทานอล 15.83 กรัมต่อลิตร, อะซิโตน 5.08 กรัมต่อลิตร และเอทานอล 0.6 กรัมต่อลิตร) โดยมีร้อยละผลได้ตัวทำละลายรวม 35.99 และอัตราการผลิตตัวทำละลาย (Yp/s) 0.166 กรัมต่อลิตร-ชั่วโมง อัตราการเจริญเติบโตเฉลี่ยจำเพาะ ส่วนอัตราการผลิตกรดเฉลี่ยจำเพาะ และอัตราการผลิตตัวทำละลายเฉลี่ยจำเพาะ เป็น 0.041 ชั่วโมง⁻¹, 0.03 และ 0.293 กรัมต่อลิตร-ชั่วโมง ตามลำดับ
Other Abstract: Sugarcane juice was used as a substrate to produce ABE (acetone, butanol and ethanol) using Clostridium acetobutylicum ATCC 824, Clostridium acetobutylicum ATCC 4259 and Clostridium saccharobutylicum ATCC BAA 117. In a comparative study of fermentation using initial reducing sugar concentrations of 60 and 80 g/L, C. saccharobutylicum ATCC BAA 117 yielded the highest solvent concentration compared with other two strains. With C. saccharobutylicum ATCC BAA 117 and C. acetobutylicum ATCC 4259, the optimal solvent production was obtained as 17.46 and 14.09 g/L, respectively in the media with sugar content at 60 g/L, whereas C. acetobutylicum ATCC 824 provided the optimal solvent production (7.09 g/L) in media with sugar content at 80 g/L. The effect of organic nitrogen (Yeast extract, L-lysine and Ajinomoto waste liquor) and inorganic nitrogen (ammonium acetate) combination on the cell growth and solvent production by C. saccharobutylicum ATCC BAA 117 was studied in a batch fermentation at 35 °C and pH = 5.0. For the effect of single nitrogen source, it revealed that the fermentation using yeast extract as a nitrogen source resulted in 16.06 g/L solvent production, which was higher than those obtained in fermentations using L-lysine (11.25 g/L) and Ajinomoto waste liquor (6.71 g/L). Ajinomoto waste liquor favored acid formation and cell growth, whereas the yeast extract and L-lysine enhanced solvent production. When co-nitrogen sources (yeast extract/ ammonium acetate or L-lysine/ ammonium acetate) were used in the complex media, total solvent, cell growth and solvent production rate could be raised significantly. Addition of ammonium acetate has no effect on the fermentation using Ajinomoto waste liquor. By using sugarcane juice medium at optimal sugar concentration (60 g/L) with yeast extract and ammonium acetate, the total solvent of 21.51 g/L (composed of 15.83 g/L butanol, 5.08 g/L acetone and 0.6 g/L ethanol) with the conversion yield (Yp/s) of 35.99 % and 0.166 g/ L•h production rate was obtained. The average specific growth rate, specific rate of acid formation and specific rate of solvent formation were 0.041, 0.03 and 0.293 g/g•h, respectively.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2555
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: วิศวกรรมเคมี
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/44238
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Panupong_th.pdf2.77 MBAdobe PDFView/Open


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