ประสิทธิภาพการตกตะกอนสาหร่ายขนาดเล็ก Selenastrum bibraianum BPR1107 ด้วยสารเร่งการตกตะกอน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การเก็บเกี่ยวชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กเพื่อนำไปสกัดน้ำมันและผลิตไบโอดีเซลสามารถทำได้หลายวิธี โดยงานวิจัยนี้ทำการศึกษาในสาหร่ายสีเขียว Selenastrum bibraianum BPR1107 ด้วยการใช้สารเคมีเพื่อให้เกิดกระบวนการรวมตะกอนและตกตะกอน โดยทดสอบประสิทธิภาพการตกตะกอนของสารเร่งการตกตะกอน 3 ชนิด ได้แก่ อะลูมิเนียมซัลเฟต เฟอริคคลอไรด์ และพอลิอะลูมิเนียมคลอไรด์ ผลการศึกษาพบว่า สารพอลิอะลูมิเนียมคลอไรด์มีประสิทธิภาพการตกตะกอนสูงสุดเท่ากับ 99.87±0.12 เปอร์เซ็นต์ ที่ปริมาณ 0.21 กรัมต่อลิตร ในเวลา 60 นาที ส่วนความเข้มข้นเริ่มต้นของสาหร่ายในอาหารเพาะเลี้ยงที่ต่างกันมีผลต่อปริมาณสารที่เหมาะสมและประสิทธิภาพการตกตะกอน ซึ่งการใช้สารเร่งการตกตะกอนในปริมาณที่มากหรือน้อยเกินไปมีผลทำให้ประสิทธิภาพการตกตะกอนลดลง ดังนั้นจึงสามารถสร้างสมการพยากรณ์ปริมาณสารที่เหมาะสมของแต่ละความเข้มข้นได้ คือ ปริมาณสารพอลิอะลูมิเนียมคลอไรด์ (กรัมต่อลิตร)=0.4202OD680-0.0004 (R2=1) ซึ่งผลการทดลองใช้ปริมาณสารที่คำนวณได้จากสมการดังกล่าวส่งผลให้เกิดประสิทธิภาพการตกตะกอนมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ ในทุกความเข้มข้นที่ทำการศึกษา
Article Details
ต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นสิทธิของเจ้าของต้นฉบับและของวารสารวิชาการ มทร.สุวรรณภูมิ เนื้อหาบทความในวารสารเป็นแนวคิดของผู้แต่ง มิใช่เป็นความคิดเห็นของคณะกรรมการการจัดทำวารสาร และมิใช่ความรับผิดชอบของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ
References
Ahmad, A. L., Yasin, N. H. M., Derek, C. J. C., & Lim J. K. (2011). Optimization of microalgae coagulation process using chitosan. Chemical Engineering Journal, 173, 879-882.
Aramaki, T., Watanabea, M. M., Nakajimaa, M., & Ichikawa, S. (2020). Bench-scale dehydration of a native microalgae culture by centrifugation, flocculation and filtration in Minamisoma city, Fukushima, Japan. Bioresource Technology Reports, 10, 100414.
Barros, A. I., Gonçalves, A. L., Simões, M., & Pires, J. C. M. (2015). Harvesting techniques applied to microalgae: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 1489-1500.
Chakravarty, S., & Mallick, N. (2019). Optimization of lipid accumulation in an aboriginal green microalga Selenastrum sp. GA66 for biodiesel production. Biomass and Bioenergy, 126, 1-13.
Chen, L., Wang, C., Wanga, W., & Wei, J. (2013). Optimal conditions of different Flocculation methods for harvesting Scenedesmus sp. cultivated in an open-pond system. Bioresource Technology, 133, 9-15.
Chisti, Y. (2007). Biodiesel from microalgae. Biotechnology, 25, 294-306.
de Godos, I., Guzman, H. O., Soto, R., Garcia-Encina, P. A., Becares, E., Munoz, R., & Vargas, V. (2011). Coagulation/flocculation-Based removal of algal-bacterial biomass from piggery wastewater treatment. Bioresource Technology, 102(2), 923-927.
Donsujit, W., Khonsue, T., & Lirdwitayaprasit, T. (2020). Growth and fatty acid composition of microalgae Selenastrum bibraianum BPR1107 isolated from Bangpra reservoir, Chonburi province, under laboratory and outdoor condition cultivation. Burapha Science Journal, 25(3), 1052-1066. (in Thai)
EPPO. (2014). Biodiesel. Retrieved August 5, 2021, from http://www.eppo.go.th/images/Infromation_service/Publication/Knowledge/biodiesel.pdf
Gerchman, Y., Vasker, B., Tavasi, M., Mishael, Y., Kinel-Tahan, Y., & Yehoshua, Y. (2017). Effective harvesting of microalgae: Comparison of different polymeric flocculants. Bioresource Technology, 228, 141-146.
Goh, B. H. H., Ong, H. C., Cheah, M. Y., Chen, W. H., Yu, K. L., & Mahlia, T. M. I. (2019). Sustainability of direct biodiesel synthesis from microalgae biomass: a critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 107, 59-74.
Gonzalez-Fernandez, C., & Munoz, R. (2017). Microalgae-based biofuels and bioproducts: From feedstock cultivation to end-products. Duxford: Woodhead.
Gorin, K. V., Sergeeva, Y. E., Butylin, V. V., Komova, A. V., Pojidaev, V. M., Badranova, G. U., Shapovalova, A. A., Konova, I. A., & Gotovtsev, P. M. (2015). Methods coagulation/flocculation and flocculation with ballast agent for effective harvesting of microalgae. Bioresource Technology, 193, 178-184.
Grima, E. M., Belarbi, E.–H., Acien Fernandez, F. G., Medina, A. R., & Chisti, Y. (2003). Recovery of microalgal biomass and metabolites: process options and economics. Biotechnology Advances, 20, 491-515.
Jacob-Lopes, E., Cacia, L. M., Lacerda, F., & Franco, T. T. (2008). Biomass production and carbon dioxide fixation by Aphanothece microscopica Nägeli in a bubble column photobioreactor. Biochemical Engineering Journal, 40, 27-34.
Kim, D.-G., La, H.-J., Ahn, C.-Y., Park, Y.-H., & Oh, H.-M. (2011). Harvest of Scenedesmus sp. with bioflocculant and reuse of culture medium for subsequent high-density cultures. Bioresource Technology, 102, 3163-3168.
Li, S., Hu, T., Xu, Y., Wang, J., Chu, R., Yin, Z., Mo, F., & Zhu, L. (2020). A review on flocculation as an efficient method to harvest energy microalgae: Mechanisms, performances, influencing factors and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 131, 1100-1115.
Mata, T. M., Martins, A. A., & Caetano, N. S. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 217-232.
Mathimani, T., & Mallick, N. (2018). A comprehensive review on harvesting of microalgae for biodiesel – key challenges and future directions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 9, 1103-1120.
Mori, C. C., Bagatini, I. L., da Silva, T. G., Parrish, C. C., & Vieira, A. A. H. (2018). Use of fatty acids in the chemotaxonomy of the family Selenastraceae (Sphaeropleales, Chlorophyceae). Phytochemistry, 151, 9-16.
Nimusornsakul, A. (1995). Reuse of treated water from a bio-rotating disc system through a chemical process with polyaluminum chloride (Master's thesis). Kasetsart University, Bangkok. (in Thai)
Ogbonna, C. N., & Nwoba, E. G. (2021). Bio-based flocculants for sustainable harvesting of microalgae for biofuel production. A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 139, 110690.
Oilgae. (2013). Comprehensive oilgae report, energy from algae: Products, market, processes & strategies. Tamilnadu: Oilgae.
Okoro, V., Azimova, U., Munozb, J., Hernandezc, H. H., & Phand, A. N. (2019). Microalgae cultivation and harvesting: Growth performance and use of flocculants - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 115, 109364.
Papazi, A., Markridis, P., & Divanach, P. (2010). Harvesting Chlorella minutissima using cell coagulants. Journal of Applied Phycology, 22, 349-355.
Pernitsky, D. J., & Edzwald, J. K., (2006). Selection of alum and polyaluminum coagulants: principles and applications. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 55(2), 121-141.
Reyes, J. F., & Labra, C. (2016). Biomass harvesting and concentration of microalgae scenedesmus sp. cultivated in a pilot photobioreactor. Biomass and Bioenergy, 87, 78-83.
Richmond, A., & Becker, E. W. (1986). Technological aspects of mass cultivation-a general outline. In A. Richmond (Ed.), CRC Handbook of microalgae mass culture (pp. 245-263). Boca Raton: CRC Press.
Rocha, G. S., Parrish, C. C., Lombardi, A. T., & Melão, M. da G. G. (2018). Biochemical and physiological responses of Selenastrum gracile (Chlorophyceae) acclimated to different phosphorus concentrations. Journal of Applied Phycology, 30, 2167-2177.
Shelef, G., Sukenik, A., & Green, M. (1988). Microalgae harvesting and processing: A literature review SERI/STR-231-2396, UC Category, 61a, DE84013036 (Subcontract report). Haifa, Israel: Technion Research and Development Foundation.
Srimoon, R., Darapong, P., & Kanavong, V. (2014). Extraction of Alexandrian Laurel (Calophyllum inophyllum L.) seed oil for biodiesel production. RMUTSB Academic Journal, 2(2), 131-138. (in Thai)
Stanier, R. Y., Kunisawa, R., Mandel, M., & Cohen-Bazire, B. G. (1971). Purification and properties of unicellular blue green algae (Order Chroococcales). Bacteriology Review, 35(2), 171-205.
Sudbundit, A., & Changchai, N. (2018). The paint factory’s wastewater: COD removal by chemical precipitation method. RMUTSB Academic Journal, 6(2), 171-181. (in Thai)
Tanthulwet, M. (1996). Water supply engineering, Volume 1 (3rd ed.). Bangkok: Chulalongkorn University Press. (in Thai)
Uduman, N., Ying, Q., Danquah, M. K., Forde, G. M., & Hoadley, A., (2010). Dewatering of microalgae cultures: A major bottleneck to algae-based fuel. Renewable and Sustainable Energy, 2, 012701/1 – 012701/15.
Vandamme, D., Foubert, I., Meesschaert, B., & Muylaert, K. (2010). Flocculation of microalgae using cationic starch. Journal of Applied Phycology, 22, 525-530.
Wang, Q., Oshita, K., & Takaoka, M. (2021). Flocculation properties of eight microalgae induced by aluminum chloride, chitosan, amphoteric polyacrylamide, and alkaline: Life-cycle assessment for screening species and harvesting methods. Algal Research, 54, 102226.
Watcharenwong, A., & Bailuang, Y. (2017). Using of organic coagulant with magnetic coagulant in raw water suspended particle removal for water supply system (research report). Nakhon Ratchasima: Suranaree University of Technology. (in Thai)
Wu, Z., Zhu, Y., Huang, W., Zhang, C., Li, T., Zhang, Y., & Li, A. (2012). Evaluation of flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated medium. Bioresource Technology, 12, 234-241.
Wu, J., Liu, J., Lin, L, Zhang, C., Li, A., Zhu, Y., & Zhang, Y. (2015). Evaluation of several flocculants for flocculating microalgae. Bioresource Technology, 197, 495-501.
Xiao, M., Shin, H-J., & Dong, Q. (2013). Advances in cultivation and processing techniques for microalgal biodiesel: a review. Korea Journal of Chemical Engineering, 30(12), 2119-2126.
Yousuf, A. (2020). Microalgae Cultivation for Biofuels Production. London: Academic Press.
Zhu, L., Nugroho, Y. K., Shakeel, S. R., Li, Z, Martinkauppi, B., & Hiltunen, E. (2017). Using microalgae to produce liquid transportation biodiesel: what is next?. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 391-400.
Zhu, L., Pan, G., Xu, H., Kong, L., Guo, W., Yu, J., Mortimer, R. J. G., & Shi, W. (2021). Enhanced chitosan flocculation for microalgae harvesting using electrolysis. Algal Research, 55, 102268.