สืบค้นงานวิจัย
การออกแบบการทดลองและสร้างวัสดุต้นแบบสำหรับหมักก๊าซชีวมวลและแยกไบโอเอทานอล
สมประสงค์ เสนารัตน์ - มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด
ชื่อเรื่อง: การออกแบบการทดลองและสร้างวัสดุต้นแบบสำหรับหมักก๊าซชีวมวลและแยกไบโอเอทานอล
ชื่อเรื่อง (EN): Experimental design and pilot plant fabrication for fermentation of biogas and separation of bioethanol
บทคัดย่อ: บทคัดย่อ งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของปฏิกิริยาการย่อยสลายวัตถุดิบเหลือทิ้งทางการเกษตรด้วยกรด เพื่อผลิตน้ำตาลรีดิวซ์สำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ วัตถุดิบสำหรับการทดลองนี้ ได้แก่ เปลือกสับปะรด เปลือกข้าวโพด เปลือกกล้วย ฟางข้าว และใบกันเกรา การทดลองเริ่มต้น จากการปรับขนาดของวัตถุดิบให้เล็กลงเป็น 0.2 มิลลิเมตร ด้วยการปั่นละเอียดภายหลังการอบแห้ง แล้วแบ่งวัตถุดิบที่ผ่านการปั่นปรับสภาพมาย่อยสลายด้วยกรด 2 ชนิด คือ ไฮโดรคลอริกและซัลฟิวริก ที่ความเข้มข้น 2 - 4 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาตรต่อปริมาตร เป็นเวลา 5, 10, 15, 30, 45 และ 60 นาที เพื่อผลิตน้ำตาลกลูโคส (น้ำตาลรีดิวซ์) จากนั้นหมักวัตถุดิบของแข็ง และของเหลว (น้ำตาลรีดิวซ์) ปริมาณ 0.2 กรัม แบบไร้อากาศ ในสภาวะที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาของเหลวในกระเพาะรูเมนเข้มข้น 10 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาตรต่อปริมาตร ที่อุณหภูมิ 42 องศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 96 ชั่วโมง ผลการทดลองพบว่า การย่อยสลายด้วยกรดซัลฟิวริก ที่ความเข้มข้น 2 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาตรต่อปริมาตร ให้น้ำตาลรีดิวซ์ความเข้มข้นสูงสุดภายในเวลา 30 นาที เปลือกสับปะรด เปลือกข้าวโพด เปลือกกล้วย ฟางข้าว และใบกันเกรา ภายหลังการย่อยสลายด้วยกรดให้น้ำตาลรีดิวซ์ เข้มข้น 49.83, 48.19, 47.62, 48.06 และ 47.79 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ ผลการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการก่อเกิดก๊าซชีวภาพด้วยการหมักระหว่างวัตถุดิบของแข็ง และของเหลวพบว่า วัตถุดิบของเหลวทั้ง 5 ชนิดให้ปริมาตรก๊าซชีวภาพปริมาณสูงกว่าวัตถุดิบของแข็ง ปริมาตรก๊าซชีวภาพจากการหมักของแข็ง (ลิกโนเซลลูโลส เซลลูโลส และแป้ง) ประเภท เปลือกสับปะรด เปลือกข้าวโพด เปลือกกล้วย ฟางข้าว และใบกันเกรา มีค่าสูงสุดเท่ากับ 1.06, 0.62, 0.58, 0.60 และ 0.70 มิลลิลิตร ตามลำดับ ที่ช่วงเวลา 500 – 1,000 นาที และปฏิกิริยาการหมักสิ้นสุด ภายใน 96 ชั่วโมง ในขณะที่ปริมาตรก๊าซชีวภาพจากการหมักของเหลว (น้ำตาลรีดิวซ์) ประเภท เปลือกสับปะรด เปลือกข้าวโพด เปลือกกล้วย ฟางข้าว และใบกันเกรา มีค่าสูงสุดเท่ากับ 1.18, 0.60, 0.60, 0.46 และ 0.53 มิลลิลิตร ตามลำดับ ที่เวลา 5 นาที และปฏิกิริยาการหมักสิ้นสุดภายใน 420 นาที การหมักเปลือกสับปะรดให้ปริมาตรก๊าซชีวภาพปริมาณสูงที่สุดทั้งของแข็งและของเหลวเนื่องจากมีน้ำตาลเป็นองค์ประกอบสูงสุด การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพที่สภาวะปราศจากออกซิเจน ซึ่งเร่งปฏิกิริยาด้วยของเหลวในกระเพาะสัตว์เคี้ยวเอื้องที่เน้นการดูดซับกรดไขมันระเหยง่ายด้วย SiO2 และ MCM-41 จากสภาวะข้างต้น พบว่าการเพิ่มตัวดูดซับ SiO2 และ MCM-41 ปริมาณ 0.1 กรัม เกิดปริมาตรก๊าซชีวภาพสูงสุด 28.2 และ 21.1 มิลลิลิตร ตามลำดับ และสูงกว่าสภาวะการหมักก๊าซชีวภาพที่ไม่เพิ่มตัว 13.1 มิลลิลิตร) การทดลองนี้สามารถลดความเข้มข้นกรดไขมันระเหยง่าย (Volatile Fatty Acid, VFA) ในกรณีที่เพิ่มตัวดูดซับ SiO2 และ MCM-41 ปริมาณ 0.1 กรัม ได้เท่ากับ 0.005 และ 0.003 M ตามลำดับ (ความเข้มข้นของ VFA ในกรณีที่ไม่ใช้ตัวดูดซับเท่ากับ 0.1 M ) ผลการศึกษาจลนพลศาสตร์การลดลงของกลูโคสความเข้มข้น 0.2 สำหรับภาวะที่เติม SiO2 และ MCM-41 พบว่าความเข้มข้นลดลงเข้าใกล้ศูนย์ที่เวลา 300 และ 120 นาที ตามลำดับ ความสัมพันธ์ระหว่างการลดลงของปริมาตรกลูโคสเมื่อเวลาเปลี่ยนแปลงไปเป็นแบบปฏิกิริยาอันดับสอง มีค่า kSiO2 และ kMCM-41 เท่ากับ 3.0208 และ 0.8875 s-1 mol1-3 ตามลำดับ และคำนวณค่าครึ่งชีวิต ได้เท่ากับ 3.31 และ 11.3 นาที ตามลำดับ การศึกษาการผลิตไบโอเอทานอลจากต้นข้าวโพดเหลือทิ้ง ดำเนินการโดยนำต้นข้าวโพดเหลือทิ้งที่มีอายุ 60 วันขึ้นไป มาเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตไบโอเอทานอล และศึกษาหาสภาวะ การย่อยเพื่อให้ได้น้ำตาลด้วยการใช้กรดที่ความเข้มข้นแตกต่างกัน ผลการทดลองพบว่า ที่สภาวะการย่อยด้วยกรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้น 2 เปอร์เซ็นต์ (v/v) เป็นเวลา 30 นาที พบว่าเป็นสภาวะที่เหมาะสม ที่ทำให้ได้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ 389.16 มิลลิกรัมต่อกรัมวัตถุดิบแห้ง ผลการศึกษาการผลิตไบโอเอทานอลโดยใช้น้ำตาลที่ได้จากการย่อยต้นข้าวโพดเหลือทิ้งด้วยกรดแล้วนำมาทำการหมักไบโอเอทานอลด้วยยีสต์ผงสำเร็จรูป พบว่า สามารถผลิตเอทานอลได้เท่ากับ 45.96% (w/w) ที่ระยะเวลาการหมัก 5 วัน
บทคัดย่อ (EN): This research devoted to investigate the optimization of acidic hydrolysis of agricultural wastes to produce reducing sugar for biogas fermentation. Raw materials for this experiment included pineapple peel, corn peel, bananas peel, rice straw and Kankrao leaves. The experiments started with reducing the size of the raw materials into 0.2 millimeters by finely chopping with a spinner after drying. Then the processed raw materials were partially divided to treat with 2 types of acids; hydrochloric acid and sulfuric acid at the concentrations of 2 - 4 percentages (v/v) for 5, 10, 15, 30, 45 and 60 minutes to produce glucose (reducing sugar). After that 0.2 g of finely-chopped solid and acid-treated liquid (reducing sugar) were fermented in an anaerobic condition with a 10 percentage (v/v) of rumen fluid catalyst at 42 ?C for 96 hours. The results showed that acid hydrolysis with sulfuric acid at the concentration of 2 percentage (v/v) yielded the highest concentration of reduce sugar within 30 minutes. Pineapple peel, corn peel, bananas peel, rice straw and Kankrao leaves after acid hydrolysis obtained the concentration of reduce sugar of 49.83, 48.19, 47.62, 48.6 and 47.79 mg/ml, respectively. Comparing the efficiency of biogas production by fermentation between finely-chopped solid and acid-treated liquid, the results indicated acid-treated liquid manifested all five liquid materials provided a higher volume of biogas than that of solid raw materials. Biogas volume from finely-chopped solid fermentation (Lignocellulose, cellulose and starch), of pineapple peel, corn peel, bananas peel, rice straw and Kankrao leaves had the highest values of 1.06, 0.62, 0.58, 0.60 and 0.70 ml, respectively, at 500 - 1,000 minutes and the fermentation reaction was completed within 96 hours. Meanwhile, the volume of biogas from acid-treated liquid fermentation (reducing sugar) of pineapple peel, corn peel, bananas peel, rice straw and Kankrao leaves possessed the highest values of 1.18, 0.60, 0.60, 0.46 and 0.53 ml, respectively, at 5 minutes and the fermentation reaction was completed within 420 minutes. Pineapple peel fermentation produced the highest volume of biogas on both solid and liquid raw materials due to the highest sugar content. Optimization of biogas fermentation under anaerobic condition catalyzing with rumen fluid was concentrated by adding SiO2 and MCM-41 adsorbent to remove the volatile fatty acid (VFA). It was found that the addition of SiO2 and MCM-41 adsorbent achieve a maximum biogas volume of 28.2 and 21.1 ml, respectively, and it was higher than biogas fermentation under non-enriched adsorbents which yielded a maximum biogas volume of 13.1 ml. In the case of adding 0.1 g of SiO2 and MCM-41 adsorbents, it could remove the VFAs of 0.005 and 0.003 M, respectively, from the reaction (VFAs concentration in the absence of adsorbents were 0.1 M). The kinetics of the reduction of 0.2 g of glucose in the supplementation of SiO2 and MCM-41 adsorbents showed that the concentrations decreased to near zero at 300 and 120 minutes, respectively. The relationship between the decreases in glucose volume when the time changed was pseudo-second order with the kSiO2 and kMCM-41 of 3.0208 and 0.8875 s-1.mol-1, respectively, and the half-lifes (t1/2) were 3.31 and 11.3 minutes, respectively. Investigation on bioethanol production from maize residues was performed by using the remaining maize residues of 60 days or more as raw material. The study started on digestion of the raw material using different concentrations of acid to obtain reducing sugar. The results showed that digestion with 2 percent volume (%v/v) of sulfuric acid for 30 minutes was the optimum condition and yielded reducing sugar of 389.16 mg/g.dry-maize residues. Bioethanol fermentation using reducing sugar derived from maize residue extraction in the presence of a baker yeast was able to produce 45.96% (w/w) of ethanol at 5 days.
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เผยแพร่โดย: มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด
คำสำคัญ: วัสดุมีโซพอร์
เจ้าของลิขสิทธิ์: ฐานข้อมูล NRMS
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

สมประสงค์ เสนารัตน์. "การออกแบบการทดลองและสร้างวัสดุต้นแบบสำหรับหมักก๊าซชีวมวลและแยกไบโอเอทานอลExperimental design and pilot plant fabrication for fermentation of biogas and separation of bioethanol". มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด. 2557

สมประสงค์ เสนารัตน์. "การออกแบบการทดลองและสร้างวัสดุต้นแบบสำหรับหมักก๊าซชีวมวลและแยกไบโอเอทานอลExperimental design and pilot plant fabrication for fermentation of biogas and separation of bioethanol". มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด. 2557. Print.



TARR Wordcloud:
การออกแบบการทดลองและสร้างวัสดุต้นแบบสำหรับหมักก๊าซชีวมวลและแยกไบโอเอทานอล
สมประสงค์ เสนารัตน์
มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด
30 กันยายน 2557
การพัฒนาการผลิตไบโอเอทานอลที่อุณหภูมิสูงโดยยีสต์ทนร้อน การผลิตเอทานอลจากกากเนื้อในเมล็ดปาล์มน้ำมันโดยเชื้อผสมที่คัดเลือก การผลิตไบโอเอทานอลจากการหมักของยีสต์ทนร้อนโดยใช้ชีวมวลของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน การสร้างตำแหน่งกรดเบรินสเตดและลิวอีสบนวัสดุมีโซพอร์ MCM – 41 ด้วยการเติม Fe2O3สำหรับการกลั่นแยกอะซีโอโทรปไบโอเอทานอล สภาวะที่เหมาะสมในกระบวนการพรีทรีตเม็นท์ของชีวมวลประเภทลิกโนเซลลูโลสเพื่อการผลิตไบโอเอทานอล การศึกษาจลนพลศาสตร์การหมักเอทานอลจากมันสำปะหลัง การใช้เซลลูโลสที่แยกได้จากเศษเหลือทะลายปาล์มน้ำมันเพื่อผลิตเอทานอลผ่านกระบวนการย่อยสลายควบคู่กับการหมัก การปรับปรุงสมบัติของเอนไซม์เบต้า-กลูโคซิเดสเพื่อใช้สลายวัสดุชีวมวล ในการผลิตไบโอเอทานอล การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการหมักเอทานอลจากเงาะเหลือทิ้ง การประยุกต์ใช้สายพันธุ์ยีสต์ที่มีคุณสมบัติเด่นในการทำปฏิกิริยาการหมักแป้งและน้ำตาลเป็นแอลกอฮอล์เพื่อเพิ่มผลิตผล: ไบโอเอทานอล (ระยะที่ 2)
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก
พัฒนาระบบโดยศูนย์ความรู้เฉพาะด้านวิศวกรรมความรู้และวิศวกรรมภาษาDeveloped by Center of Excellence for Unified Knowledge and Language Engineering
สนับสนุนโดยสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)Supported by the Agricultural Research Development Agency (Public Organization)
แบบสำรวจความพึงพอใจQuestionair