ปัจจัยที่ส่งผลต่อการผลิตก๊าซไบโอไฮโดรเจนจากซังข้าวโพดด้วยกระบวนการหมักแบบไม่ใช้แสง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทคัดย่อ
ภาคเหนือของประเทศไทย โดยเฉพาะจังหวัดเชียงใหม่ มักประสบปัญหาในการกำจัดชีวมวลด้วยวิธีการเผา โดยเฉพาะซังข้าวโพด ซึ่งนอกจากจะเป็นการทำลายความอุดมสมบรูณ์ของดินแล้ว ยังเกิดปัญหาเรื่องหมอกควัน ซึ่งเป็นมลพิษทางอากาศ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยการผลิตไบโอไฮโดรเจนจากซังข้าวโพดที่เป็นแหล่งของเซลลูโลส ซึ่งสามารถย่อยสลายเป็นน้ำตาล แล้วนำไปใช้ในกระบวนการหมักได้ งานวิจัยนี้ได้หมักไบโอไฮโดรเจนจากซังข้าวโพดด้วยกระบวนการหมักแบบไม่ใช้แสง ใช้ตะกอนจุลินทรีย์ที่ได้จากระบบผลิตก๊าซชีวภาพจากฟาร์มสุกรเป็นเชื้อตั้งต้นในการหมักไบโอไฮโดรเจน ก่อนการหมักซังจะปรับสภาพของข้าวโพดด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (5 %w/v) แล้วย่อยด้วยเอนไซม์เซลลูเลส เพื่อให้เป็นน้ำตาลรีดิวซ์ที่นำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในการหมักไบโอไฮโดรเจน โดยหมักแบบแบตช์ที่ปริมาตร 500 มิลลิลิตร อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส โดยผันแปรปัจจัยต่าง ๆ ได้แก่ ใช้ความเข้มข้นของสารตั้งต้น (5-40 กรัมน้ำตาลต่อลิตร) ค่าความเป็นกรดด่าง (4-8) และระยะเวลาการหมัก (96-192 ชั่วโมง) ซึ่งได้จำนวน 20 การทดลอง ผลของงานวิจัยพบว่าสภาวะที่ได้ผลผลิตไบโอไฮโดรเจนสูงสุด คือ ความเข้มข้นของสารตั้งต้น 22.2 กรัมน้ำตาลต่อลิตร ค่าความเป็นกรดด่าง 6 ระยะเวลาการหมัก 223±1 ชั่วโมง ได้ผลผลิตไบโอไฮโดรเจนเฉลี่ย 101.2 มิลลิลิตรไฮโดรเจนต่อกรัมน้ำตาลรีดิวซ์ นอกจากนี้ยังทราบว่าการหมักที่สภาวะความเข้มข้นของสารตั้งต้น และค่าความเป็นกรดที่สูงเกินไปจะส่งผลให้ไม่เกิดการผลิตไบโอไฮโดรเจนขึ้น เนื่องจากจุลินทรีย์ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ในสภาวะที่ความเข้มข้นที่สูงจนเกินไป (ความเข้มข้นสารตั้งต้นมากกว่า 40 กรัมน้ำตาลต่อลิตร) และสภาวะที่มีความเป็นกรดสูงจนเกินไป (pH น้อยกว่า 3)
คำสำคัญ : ซังข้าวโพด; ไบโอไฮโดรเจน; กระบวนการหมักแบบไม่ใช้แสง; ความเข้มข้นสารตั้งต้น; ค่าความเป็นกรดด่าง; ระยะเวลาในการหมัก
Article Details
เอกสารอ้างอิง
[2] การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย, สัดส่วนการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบของ กฟผ. ปี 2558, แหล่งที่มา : https://www.egat.co.th/index.php?option=com_content&view=article&id=579&Itemid=116, 15 พฤจิกายน 2560.
[3] ประทิน กุลละวณิชย์, นันทิยา เปปะตัง, อรอมล เหล่าปิตินันท์, อรรณพ นพรัตน์, ภาวิณี ชัยประเสริฐ และวรินธร สงคศิริ, 2550, ภาพรวมเชิงสถานภาพและศักยภาพของเทคโนโลยีก๊าซชีวภาพในประเทศไทย, ว.วิจัยและพัฒนา มจธ. 30: 693-700.
[4] สำนักวิจัยเศรษฐกิจการเกษตร, 2558, สถาน การณ์สินค้าเกษตรที่สำคัญและแนวโน้ม ปี 2559, เอกสารวิชาการ, สำนักวิจัยเศรษฐกิจการเกษตร, 241 น.
[5] กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน, ข้อมูลทั่วไป (ชีวมวล), แหล่งที่มา : http://biomass.dede.go.th/biomass_web/index.html, 23 ตุลาคม 2560.
[6] ขนิษฐา หมู่โสภิญ, 2553, ไบโอไฮโดรเจน พลังงานทางเลือกใหม่, ว.ศูนย์บริการวิชาการ 3-4: 15-20.
[7] Lui, D., 2008, Bio-hydrogen Production by Dark Fermentation from Organics Waetes and Residues, Technical Information Center of Denmark, Denmark, 46 p.
[8] Zhang, K., Ren, N.Q. and Wang, A.J., 2014, Enhance biohydrogen production from corn stover hydrogen by pretreatment of two typical seed sludges, Int. J. Hydrogen Energy 39: 14653-14662.
[9] VDI 4630, 2006, Fermentation of Organic Materials Characterization of the Substrate, Sampling, Collection of Material Dara, Fermentation Test, Germany, 91 p.
[10] Hu, R., 1999, Food Product Design: A Computer Aided Statistic Approach, CRC Press, USA, 240 p.
[11] สันติ พุ่มกระจ่าง, 2552, การวิเคราะห์ทางสถิติสำหรับพื้นผิวตอบสนองคู่ของกระบวนการติดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี, 102 น.
[12] ดาริกา อวะภาค, นพรัตน์ มะเห และดลฤดี พิชัยรัตน์, 2556, การหาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดพอลิแซ็กคาไรด์จากสาหร่ายผมนางโดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนอง, ว.วิทย. มข. 41(2): 414-430.
[13] Zhang, T., Liu, H. and Fang, H.H., 2003, Biohydrogen production from starch in wastewater under thermophilic condition, J. Environ. Manage. 68: 149-156.
[14] Yang, H., Guo, L. and Liu, F., 2010, Enhance bio-hydrogen production from corncob by a two-step process: Dark- and photo-fermentation, Biores. Technol. 101: 2049-2052.
[15] Hawkes, F.R., Dinsdale, R., Hawkes, D.L. and Hussy, I., 2002, Sustainable fermentative hydrogen production: Challenges for process optimization, Int. J. Hydrogen Energy 27: 1339-1347.
