การศึกษาเครื่องหมักแบบคอลัมน์ชนิดต่อเนื่องในการผลิตเอทานอล จากน้ำสับปะรด

Abstract

การศึกษาเครื่องหมักแบบคอลัมน์ชนิดต่อเนื่อง ในการผลิตเอทานอล โดยใช้เชื้อยีสต์บริสุทธิ์ S. ellipsoideus หมักกับน้ำสับปะรดซึ่งเป็นสารอาหาร ในสภาวะการหมักและอาหารเสริมจากงานที่มีผู้วิจัยไว้ก่อนแล้ว (วิชาพงษ์, 2525) ระบบการหมักแบบต่อเนื่องนี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ คอลัมน์ส่วนที่มีการให้อากาศ และไม่ให้อากาศ ส่วนที่ให้อากาศเป็นแบบเดียวกับที่ใช้ในการศึกษาการผลิตเอทานอลในระบบไม่ต่อเนื่อง ส่วนที่ไม่ให้อากาศประกอบด้วยคอลัมน์ต่อกันแบบอนุกรม จำนวนคอลัมน์ที่ใช้ขึ้นอยู่กับสภาวะของการหมัก เพื่อให้การหมักอยู่ในสภาวะเสถียร ได้ทำการศึกษาอัตราการให้อากาศในระบบกึ่งต่อเนื่อง พบว่าปริมาณการให้อากาศที่เหมาะสมหลังการหมัก 4 ชั่วโมง คือ 0.04-0.06 ปริมาตรอากาศ ต่อปริมาตรน้ำหมัก ต่อนาที ตลอดการทดลอง การศึกษาเบื้องต้นของการหมักในระบบต่อเนื่อง โดยใช้อัตราการเจือจางน้ำหมัก 0.11 ชั่วโมง⁻¹ พบว่าได้ผลผลิตเอทานอลร้อยละ 7 และ 10 (โดยปริมาตร) เมื่อปริมาณเอทานอลเริ่มต้นก่อนทำการถ่ายเทน้ำหมักมีค่าร้อยละ 2.6 และ 7 (โดยปริมาตร) ตามลำดับ จะให้ผลผลิตดังกล่าวในคอลัมน์ที่ 5 สภาวะการหมักนี้ผลผลิตจะมีแนวโน้มลดลง เพื่อเป็นการยืนยันสภาวะในการให้อากาศที่เหมาะสมที่ได้จากระบบกึ่งต่อเนื่องจึงทำการทดลองโดยใช้อัตราการเจือจางน้ำหมัก 0.17 ชั่วโมง⁻¹ พบว่าได้ผลผลิตเอทานอลร้อยละ 8 และ 10 (โดยปริมาตร) เมื่อปริมาณเอทานอลเริ่มต้นก่อนทำการถ่ายเทน้ำหนักมีค่าร้อยละ 7 และ 9 (โดยปริมาตร) ซึ่งจะให้ผลผลิตดังกล่าวในคอลัมน์ที่ 9 และ 5 ตามลำดับ ดังนั้นสภาวะการหมักที่เหมาะสมในการศึกษานี้ คือ อัตราการเจือจางน้ำหมัก 0.17 ชั่วโมง⁻¹ การให้อากาศ 0.5 ปริมาตรอากาศ ต่อปริมาตรน้ำหมัก ต่อนาที เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากนั้นลดเหลือ 0.04-0.06 ปริมาตรอากาศ ต่อปริมาตรน้ำหมัก ต่อนาที ตลอดการทดลอง และปริมาณเอทานอลเริ่มต้นก่อนทำการการถ่ายเทน้ำหมักเป็นร้อยละ 9 (โดยปริมาตร) ซึ่งจะให้ผลผลิตเอทานอลร้อยละ 10 (โดยปริมาตร) ที่คอลัมน์ 5