Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75341
Title: | Preparation of silk fibroin/cellulose whiskers bionanocomposite sponges for yeast cell immobilization used in continuous ethanol production by packed bed bioreactor |
Other Titles: | การเตรียมวัสดุคอมโพสิตที่มีรูพรุนจากไฟไบรอินจากรังไหมที่เสริมแรงด้วยเซลลูโลสวิสเกอร์ เพื่อใช้ใน การตรึงเซลล์ยีสต์สำหรับการหมักเอทานอลแบบต่อเนื่อง |
Authors: | Sureerat Jampa |
Advisors: | Ratana Rujiravanit Tokura, Seiichi |
Other author: | Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College |
Advisor's Email: | Ratana.R@Chula.ac.th No information provided |
Subjects: | Cocoons Cellulose รังไหม เซลลูโลส |
Issue Date: | 2013 |
Publisher: | Chulalongkorn University |
Abstract: | Silk fibroin (SF)/cellulose whiskers (CLWs) bionanocomposite sponges were prepared as a supporting material for yeast cell immobilization for further using in continuous ethanol production. The SF/CLWs bionanocomposite sponges with high porosity were fabricated by freeze-drying a silk fibroin solution containing cellulose whiskers at different SF/CLWs weight ratios. The freeze-dried SF/CLWs sponges were subjected to methanol treatment to increase water stability. Increasing the CLWs content resulted in higher water stability, less shrinkage, and better mechanical properties of SF/CLWs bionanocomposite sponges. In the continuous ethanol fermentation process, the bionanocomposite sponges with a SF/CLWs weight ratio of 50/50 were used to immobilize Saccharomyces serevisiae burgundy KY11 yeast cells. The bionanocomposite sponges with the immobilized yeast cells were loaded into the glass column of a packed bed bioreactor. Continuous ethanol fermentation was operated by varying D-glucose concentrations (100, 150, 200 g/l), dilution rates (0.15, 0.20, 0.25 hrˉ¹), and hydraulic retention times (6.87, 5.15, 4.12 hr). The continuous ethanol fermentation with a high concentration of D-glucose, low dilution rate, and high hydraulic retention time resulted in the production of a higher ethanol concentration. At 0.15 hrˉ¹ dilution rate and 200 g/I feed glucose concentration, the maximum ethanol production of 51.18 g/l with the volumetric ethanol productivity of 7.68 gIˉ¹hrˉ¹ was obtained under continuous ethanol fermentation. |
Other Abstract: | วัสดุคอมโพสิตที่มีรูพรุนซึ่งเตรียมจากไฟโบรอินจากรังไหมผสมกับเซลลูโลสวิสเกอร์ถูกใช้เป็นวัสดุตรึงเซลล์ยีสต์ สำหรับการผลิตเอทานอลแบบต่อเนื่อง วัสดุรูพรุนถูกเตรียมโดยการทำแห้งแบบเยือกแข็งของสารละลายไฟโบรอินจากรังไหมที่ผสมกับเซลลูโลสวิสเกอร์ในอัตราส่วนต่าง ๆ โดยน้ำหนัก วัสดุรูพรุนที่เตรียมได้ถูกจุ่มในสารละลายเมทานอลเพื่อเพิ่มความสามารถในการคงรูปอยู่ในน้ำของวัสดุ นอกจากนี้การเพิ่มปริมาณเซลลูโลสวิสเกอร์ส่งผลทำให้วัสดุสามารถคงรูปอยู่ในน้ำได้ดีขึ้น การหดตัวของวัสดุลดลงและยังช่วยเพิ่มสมบัติเชิงกลของวัสดุอีกด้วย วัสดุคอมโพสิตที่มีรูพรุนในอัตราส่วนของไฟโบรอินจากรังไหม/เซลลูโลสวิสเกอร์ เท่ากับ 50/50 โดยน้ำหนัก ถูกใช้เพื่อตรึงเซลล์ยีสต์สำหรับกระบวนการหมักเอทานอลแบบต่อเนื่อง วัสดุรูพรุนที่ตรึงเซลล์ยีสต์ถูกบรรจุในคอลัมน์แก้วเพื่อใช้ในการหมักเอทานอลแบบต่อเนื่องซึ่งความเข้มข้นน้ำตาลกลูโคส (100, 150, 200 กรัมต่อลิตร) อัตราการเจือจาง (0.15, 0.20, 0.25 ต่อชั่วโมง)และระยะเวลาการกักน้ำหมักในระบบ (6.87, 5.15, 4.12 ชั่วโมง) ถูกใช้สำหรับกระบวนการหมักเอทานอล นอกจากนี้ยังพบว่ากระบวนการหมักเอทานอลแบบต่อเนื่องที่มีการใช้ตาลกลูโคสความเข้มข้นสูง อัตราการเจือจางต่ำและมีระยะเวลาการกักน้ำหมักในระบบนาน ทำให้ปริมาณเอทานอลที่ผลิตได้มีความเข้มข้นสูง การหมักเอทานอลแบบต่อเนื่องที่อัตราการเจือจาง 0.15 ต่อชั่วโมงและความเข้มข้นน้ำตาลกลูโคส 200 กรัมต่อลิตรจะทำให้ได้ปริมาณเอทานอลสูงสุดเท่ากับ 51.18 กรัมต่อลิตรที่ความสามารถในการผลิตเอทานอลเท่ากับ 7.68 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง |
Description: | Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2013 |
Degree Name: | Master of Science |
Degree Level: | Master's Degree |
Degree Discipline: | Polymer Science |
URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75341 |
URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.2026 |
metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2013.2026 |
Type: | Thesis |
Appears in Collections: | Petro - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Sureerat_ja_front_p.pdf | Cover and abstract | 979.38 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sureerat_ja_ch1_p.pdf | Chapter 1 | 632.84 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sureerat_ja_ch2_p.pdf | Chapter 2 | 2.14 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sureerat_ja_ch3_p.pdf | Chapter 3 | 813.49 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sureerat_ja_ch4_p.pdf | Chapter 4 | 3.03 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sureerat_ja_ch5_p.pdf | Chapter 5 | 616.61 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sureerat_ja_back_p.pdf | Reference and appendix | 2.48 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.