Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57340
Title: การทำเซลล์จุลินทรีย์ประเภทสาหร่ายให้แตกโดยอาศัยฟลูอิไดซ์เบดสามวัฏภาคแบบใช้ใบกวน : รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์
Other Titles: Microalgal cell disruption using three-phase fluidized bed with agitator
Authors: วิวัฒน์ ตัณฑะพานิชกุล
ธวัชชัย ชรินพาณิชกุล
ศิริกัลยา สุวจิตตานนท์
Tsustumi, Atsushi
พิรดี สุนทรสถิตย์
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Subjects: ฟลูอิไดเซชัน
สาหร่ายขนาดเล็ก
เซลล์จุลินทรีย์
Issue Date: 2546
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: โครงการวิจัยย่อยนี้เป็นผลงานส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยการประยุกต์ใช้ฟลูอิไดเซชันเทคโนโลยี ซึ่งอยู่ในศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านเทคโนโลยีอนุภาค โดยโครงการย่อยนี้มุ่งเน้นที่จะพัฒนาเทคนิคฟลูอิดไดซ์เบดสามวัฏภาคแบบใหม่ที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการทำให้เซลล์จุลชีพแตก เพื่อทำให้สามารถนำสารอินทรีย์มาใช้ประโยชน์ในลำดับต่อไป ในโครงการวิจัยนี้ได้ศึกษา การทำเซลล์จุลสาหร่ายให้แตกโดยใช้ฟลูอิดไดซ์เบดสามวัฏภาคแบบใช้ใบกวนซึ่งประกอบด้วย อากาศ ของเหลวสารแขวนลอยสาหร่าย และลูกแก้ว (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม.) ซึ่งพิจารณาเป็นวัฏภาคของ อากาศของเหลวและของแข็งตามลำดับ จุลสาหร่ายที่ใช้ได้แก่ Chlorella ellipsoidea TISTR 8260, Chrooccus sp. TISTR 8625 และ Chlorococcum sp. TISTR 8509 โดยมีความเข้มข้นอยู่ระหว่าง (9-15)x10⁶ เซลล์ต่อมิลลิลิตร ทั้งนี้ในการศึกษาได้ทำการปรับเปลี่ยนความเร็วอากาศ และความเร็วสารแขวนลอยอยู่ในช่วง 0-10 ซม. ต่อนาที และความเร็วรอบของใบกวนในช่วง 0-300 รอบต่อนาที โดยได้พิจารณาปริมาณการแตกของเซลล์จากเปอร์เซ็นต์เซลล์ที่ถูกทำลาย อัตราการแตกของเซลล์ ปริมาณของเซลล์และปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ ที่เปลี่ยนแปลงไปต่อเวลา และยืนยันการแตกของเซลล์ด้วยภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์ จากผลการทดลองสามารถสรุปได้ว่าหากแยกศึกษาทีละปัจจัยแล้ว แต่ละปัจจัยต่างส่งผลให้ได้ปริมาณการแตกของเซลล์ใกล้เคียงกัน สำหรับความเร็วอากาศและความเร็วของเหลวค่าความเร็วที่ 10 ซม.ต่อนาทีจะให้ประสิทธิภาพการแตกของเซลล์สูงที่สุดที่ 41.8 และ 38.5% แต่เมื่อเพิ่มความเร็ว ดังกล่าวให้สูงขึ้น กับพบว่าปริมาณการแตกของเซลล์กลับลดลง ในส่วนของความเร็วรอบการปั่นกวนนั้นพบว่าที่ความเร็วรอบ 3000 รอบต่อนาทีให้ประสิทธิภาพการแตกของเซลล์สูงสุดที่ 38.5% และเมื่อนำทั้ง 3 ปัจจัยเข้าสู่ระบบพร้อมกัน กล่าวคือความเร็วอากาศ และความเร็วของเหลวเท่ากับ 10 ซม./นาที และความเร็วรอบเท่ากับ 3000 รอบต่อนาทีจะทำให้ปริมาณการแตกของเซลล์จุลสาหร่ายมีค่าสูงถึง 93.6% ทั้งนี้จากผลการทดลองสรุปได้ว่ากลไกสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการแตกของเซลล์คือ การบดกันระหว่างลูกบด การกระทบกันระหว่างลูกบดและเซลล์รวมถึงแรงเฉือนที่เกิดขึ้นภายในระบบ
Other Abstract: This research project is a part of Fluidization Technology Application Project being conducted in Center of Excellence in Particle Technology. Aim of this sub-project is to develop novel technology of three-phase fluidized bed for application in microbial cell disruption, which in turn will lead to utilization of organic compounds available inside the cells. In this work, microalgal cell disruption was investigated by using three-phase fluidized bed in which air, microalgal cell suspension and glass beads (diameter 1 mm) are treated as gas, liquid, and solid phases, respectively. An agitator was also employed to enhance the cell disruption performance. Chlorella ellipsoidea TISTR 8260, Chroococcus sp. TISTR 8625 and Chlorococcum sp. TISTR 8509 are used in this investigation within cell concentration range varied between (9-15)x10⁶ cell/cm³. Superficial gas and liquid velocities are varied from 0-40 cm/min, while agitation speed is varied between 0 and 3000 rpm. Percentage of cell ruptured, disruption rate, microalgal cell volume and amount of chlorophyll were measured to confirm the disruption performance of the equipment. The experimental results show that each single variable provides almost equal influence on the disruption of all microalgae. Superficial gas and liquid velocities of 10 cm/min show the highest value of cell disruption at 41.8 and 38.5%, respectively. An increase in superficial gas or liquid velocities resulted in a decrease in the percentage of cell disruption for all species investigated. Meanwhile, agitation speed of 3000 rpm provided the highest percentage of cell disruption at 38.5%. In the systems employing all disruption factors, namely, superficial gas and liquid velocities and agitation, microalgal cell disruption could be enhanced up to 93.6%. Based on the experimental results, the dominating disruption mechanisms could be implied as; the grinding effect beads due to particle-particle interaction and particle-cell interaction, and shear stress due to the fluid flow.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57340
Type: Technical Report
Appears in Collections:Eng - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Wiwat_ta_b18347071.pdf2.64 MBAdobe PDFView/Open


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