สืบค้นงานวิจัย
มูลค่าเพิ่มขึ้นของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยผลิตกาซชีวภาพ
ประไพพิศ ชัยรัตนมโนกร - มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
ชื่อเรื่อง: มูลค่าเพิ่มขึ้นของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยผลิตกาซชีวภาพ
ชื่อเรื่อง (EN): Added Value of Agricultural Residues by Producing Bio-energy
บทคัดย่อ: วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรประกอบด้วยสารอินทรีย์เป็นส่วนใหญ่ และสามารถย่อยสลายได้ด้วยจุลินทรีย์ นอกจากการทิ้งในพื้นที่วัสดุเหล่านี้สามารถใช้ประโยชน์ได้ในการผลิตพลังงานชีวภาพ การศึกษานี้เลือกชานอ้อยเป็นวัตถุดิบในการผลิตแก๊ซชีวภาพโดยการหมักแบบไม่ใช้อากาศด้วยจุลินทรีย์ ในขั้นต้นศึกษาสภาวะการผลิตเอนไซม์เซลลูเลสที่อุณหภูมิห้องโดยบ่มเชื้อ Trichoderma reesie บนอาหารแข็งที่ประกอบด้วยฟางข้าวและรำข้าวที่มีอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนเป็น 25 หลังจากนั้นปรับความชื้นและค่า pH เริ่มต้นของส่วนผสมสับสเตรทเป็น 85% และ pH 6 ตามลำดับ ผลิตเอนไซม์เซลลูเลสได้สูงสุด 2.77?0.01 FPU/g เนื่องจากชานอ้อยเป็นวัสดุประเภทลิกโนเซลลูเลส ซึ่งมีเฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และเซลลูโลส จึงปรับสภาพชานอ้อยด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ที่ 100 ?C เพื่อกำจัดเฮมิเซลลูโลส และลิกนิน พบว่าการไฮโดรไลซิสชานอ้อยที่ปรับสภาพด้วยสารละลาย NaOH ให้ผลผลิตน้ำตาลรีดิวซิ่งสูงกว่าการไฮโดรไลซิสชานอ้อยที่ปรับสภาพเพียงน้ำร้อน นอกจากนี้ศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพจากชานอ้อยหลังจากการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์เซลลูเลส โดยการหมักสองขั้นตอนที่ 55 ?C (ขั้นต้นผลิตไฮโดรเจน และขั้นสุดท้ายผลิตมีเธน) ในการหมักขั้นต้นปรับสภาพกากตะกอนด้วยความร้อนที่ 100 ?C เป็นเวลา 60 นาทีสามารถยั้บยั้งการทำงานของกลุ่มเชื้อจุลินทรีย์ที่ผลิตแก๊สมีเธนและส่งเสริมการทำงานของกลุ่มเชื้อจุลินทรีย์ที่ผลิตก๊าซไฮโดรเจน การปรับสภาพชานอ้อยด้วยสารละลาย NaOH ที่ความเข้มข้น 2% โดยน้ำหนักส่งเสริมการผลิตก๊าซไฮโดรเจนเมื่อเปรียบเทียบกับการปรับสภาพชานอ้อยด้วยน้ำกลั่นในสภาวะเป็นกลางที่อุณหภูมิเดียวกัน สภาวะการหมักที่เหมาะสมของชานอ้อยที่ปรับสภาพด้วยสารละลาย NaOH กับกากตะกอนที่ปรับสภาพ เพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจนคือ ที่ค่าความเป็นกรดด่างเริ่มต้นที่ 5.22 และที่ 56.5?C และเติมเปปโตน 0.71 g/l หลังจากนั้นหมักชานอ้อยในขั้นตอนที่สองเพื่อผลิตก๊าซมีเธนโดยสภาวะการหมักที่เหมาะสมได้แก่การหมักที่ค่า pH เริ่มต้นเป็นค่า pH 7.5 หมักร่วมกับกากตะกอนที่ความเข้มข้น 20 gTVS/l ที่ 55?C จากการหมักชานอ้อยเพื่อผลิตไฮโดรเจนและมีเธนได้พลังงานความร้อนรวม 10,878.53 kcal/kg ซึ่งเทียบได้กับลดการใช้ปริมาณ LPG 388 ลิตรต่อการหมักชานอ้อย 1 กิโลกรัมวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรประกอบด้วยสารอินทรีย์เป็นส่วนใหญ่ และสามารถย่อยสลายได้ด้วยจุลินทรีย์ นอกจากการทิ้งในพื้นที่วัสดุเหล่านี้สามารถใช้ประโยชน์ได้ในการผลิตพลังงานชีวภาพ การศึกษานี้เลือกชานอ้อยเป็นวัตถุดิบในการผลิตแก๊ซชีวภาพโดยการหมักแบบไม่ใช้อากาศด้วยจุลินทรีย์ ในขั้นต้นศึกษาสภาวะการผลิตเอนไซม์เซลลูเลสที่อุณหภูมิห้องโดยบ่มเชื้อ Trichoderma reesie บนอาหารแข็งที่ประกอบด้วยฟางข้าวและรำข้าวที่มีอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนเป็น 25 หลังจากนั้นปรับความชื้นและค่า pH เริ่มต้นของส่วนผสมสับสเตรทเป็น 85% และ pH 6 ตามลำดับ ผลิตเอนไซม์เซลลูเลสได้สูงสุด 2.77?0.01 FPU/g เนื่องจากชานอ้อยเป็นวัสดุประเภทลิกโนเซลลูเลส ซึ่งมีเฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และเซลลูโลส จึงปรับสภาพชานอ้อยด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ที่ 100 ?C เพื่อกำจัดเฮมิเซลลูโลส และลิกนิน พบว่าการไฮโดรไลซิสชานอ้อยที่ปรับสภาพด้วยสารละลาย NaOH ให้ผลผลิตน้ำตาลรีดิวซิ่งสูงกว่าการไฮโดรไลซิสชานอ้อยที่ปรับสภาพเพียงน้ำร้อน นอกจากนี้ศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพจากชานอ้อยหลังจากการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์เซลลูเลส โดยการหมักสองขั้นตอนที่ 55 ?C (ขั้นต้นผลิตไฮโดรเจน และขั้นสุดท้ายผลิตมีเธน) ในการหมักขั้นต้นปรับสภาพกากตะกอนด้วยความร้อนที่ 100 ?C เป็นเวลา 60 นาทีสามารถยั้บยั้งการทำงานของกลุ่มเชื้อจุลินทรีย์ที่ผลิตแก๊สมีเธนและส่งเสริมการทำงานของกลุ่มเชื้อจุลินทรีย์ที่ผลิตก๊าซไฮโดรเจน การปรับสภาพชานอ้อยด้วยสารละลาย NaOH ที่ความเข้มข้น 2% โดยน้ำหนักส่งเสริมการผลิตก๊าซไฮโดรเจนเมื่อเปรียบเทียบกับการปรับสภาพชานอ้อยด้วยน้ำกลั่นในสภาวะเป็นกลางที่อุณหภูมิเดียวกัน สภาวะการหมักที่เหมาะสมของชานอ้อยที่ปรับสภาพด้วยสารละลาย NaOH กับกากตะกอนที่ปรับสภาพ เพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจนคือ ที่ค่าความเป็นกรดด่างเริ่มต้นที่ 5.22 และที่ 56.5?C และเติมเปปโตน 0.71 g/l หลังจากนั้นหมักชานอ้อยในขั้นตอนที่สองเพื่อผลิตก๊าซมีเธนโดยสภาวะการหมักที่เหมาะสมได้แก่การหมักที่ค่า pH เริ่มต้นเป็นค่า pH 7.5 หมักร่วมกับกากตะกอนที่ความเข้มข้น 20 gTVS/l ที่ 55?C จากการหมักชานอ้อยเพื่อผลิตไฮโดรเจนและมีเธนได้พลังงานความร้อนรวม 10,878.53 kcal/kg ซึ่งเทียบได้กับลดการใช้ปริมาณ LPG 388 ลิตรต่อการหมักชานอ้อย 1 กิโลกรัม
บทคัดย่อ (EN): Agricultural residues are mainly composed of organic matter and could be decomposed by microorganism. Besides dumping in fields, the residues could be utilized for bio-energy production. In this study, bagasse is selected to be a substrate for biogas production under anaerobic fermentation by microorganism. First, the optimal condition for cellulase production was investigated. Mixture of rice straw and rice bran at ratio of carbon and nitrogen to 25 was cultured with Trichoderma reesie under solid state fermentation at room temperature. Moisture content and initial pH of the mixture at 85% and pH 6, respectively provided the maximum cellulase activities (2.77?0.01 FPU/g). Because bagasse is lignocellulosic matter containing mainly hemicelluloses, lignin and cellulose, pretreatment of the bagasse was conducted to remove hemicellulose and lignin. The bagasse was pretreated with sodium hydroxide solution at 100 ?C. Hydrolysis of bagasse pretreated with NaOH produced reducing sugar higher than that pretreated with only hot water. Furthermore, the production of biogas from bagasse was conducted with two stages; first stage for hydrogen production and methane production in the secondary stage. In the first stage, seed sludge was heated at 100 ?C for 60 min inhibited the activities of methane producing bacteria and enhanced the activities of hydrogen producing bacteria. Moreover, pretreatment of bagasse with NaOH at concentration of 2% by weight at 100 ?C promoted hydrogen production compared with that done with only hot water under neutral condition at the same temperature. An initial pH of 5.22 and culture temperate at 56.5 ?C with 0.71 g/l peptone supplement were optimal conditions for H2 production from bagasse pretreated with NaOH. Thereafter, the bagasse was fermented at 55 ?C in the secondary stage to produce methane. The fermentation of bagasse at initial pH 7.5 with seed sludge at concentration of 20 gTVS/l was the optimal condition. From the fermentation of bagasse for hydrogen and methane production, gross heat value of 10,878.53 kcal/kg will be received and the reduction of LPG consumption is approximately 388 liter for 1 kg bagasse fermentation.Agricultural residues are mainly composed of organic matter and could be decomposed by microorganism. Besides dumping in fields, the residues could be utilized for bio-energy production. In this study, bagasse is selected to be a substrate for biogas production under anaerobic fermentation by microorganism. First, the optimal condition for cellulase production was investigated. Mixture of rice straw and rice bran at ratio of carbon and nitrogen to 25 was cultured with Trichoderma reesie under solid state fermentation at room temperature. Moisture content and initial pH of the mixture at 85% and pH 6, respectively provided the maximum cellulase activities (2.77?0.01 FPU/g). Because bagasse is lignocellulosic matter containing mainly hemicelluloses, lignin and cellulose, pretreatment of the bagasse was conducted to remove hemicellulose and lignin. The bagasse was pretreated with sodium hydroxide solution at 100 ?C. Hydrolysis of bagasse pretreated with NaOH produced reducing sugar higher than that pretreated with only hot water. Furthermore, the production of biogas from bagasse was conducted with two stages; first stage for hydrogen production and methane production in the secondary stage. In the first stage, seed sludge was heated at 100 ?C for 60 min inhibited the activities of methane producing bacteria and enhanced the activities of hydrogen producing bacteria. Moreover, pretreatment of bagasse with NaOH at concentration of 2% by weight at 100 ?C promoted hydrogen production compared with that done with only hot water under neutral condition at the same temperature. An initial pH of 5.22 and culture temperate at 56.5 ?C with 0.71 g/l peptone supplement were optimal conditions for H2 production from bagasse pretreated with NaOH. Thereafter, the bagasse was fermented at 55 ?C in the secondary stage to produce methane. The fermentation of bagasse at initial pH 7.5 with seed sludge at concentration of 20 gTVS/l was the optimal condition. From the fermentation of bagasse for hydrogen and methane production, gross heat value of 10,878.53 kcal/kg will be received and the reduction of LPG consumption is approximately 388 liter for 1 kg bagasse fermentation.
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เผยแพร่โดย: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
คำสำคัญ: การหมัก
เจ้าของลิขสิทธิ์: สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

ประไพพิศ ชัยรัตนมโนกร. "มูลค่าเพิ่มขึ้นของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยผลิตกาซชีวภาพAdded Value of Agricultural Residues by Producing Bio-energy". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 2553

ประไพพิศ ชัยรัตนมโนกร. "มูลค่าเพิ่มขึ้นของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยผลิตกาซชีวภาพAdded Value of Agricultural Residues by Producing Bio-energy". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 2553. Print.



TARR Wordcloud:
มูลค่าเพิ่มขึ้นของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยผลิตกาซชีวภาพ
ประไพพิศ ชัยรัตนมโนกร
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
30 กันยายน 2553
การผลิตเอนไซม์ย่อยลิกนินจากราย่อยสลายไม้โดยใช้วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรด้วยกระบวนการหมักแบบแข็งและการประยุกต์ใช้ การประยุกต์ใช้เซลลูโลไลติกเอนไซม์จากราและยีสต์เพื่อใช้ในการผลิตเอทานอลจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร การใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรเพื่อการผลิตเห็ด การผลิตกลิ่นรสอุมามิจากการหมักปลายข้าวคุณภาพต่ำโดยการใช้เอนไซม์และการหมัก การบูรณาการการบำบัดน้ำเสียร่วมกับการใช้ประโยชน์วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ด้วยกระบวนการหมักร่วมแบบไร้อากาศ การประยุกต์ใช้น้ำสกัดชีวภาพเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร การผลิตและใช้เทคโนโลยีเอนไซม์เพื่อจัดการและเพิ่มมูลค่าของเหลือใช้จากอุตสาหกรรมเกษตร การศึกษาการขยายขนาดกระบวนการหมัก Bacillus subtilis เพื่อผลิตเอนไซม์ที่มีความสามารถในการย่อย Fibrin โดยกระบวนการหมักแบบแข็งโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ Dimensionless DesignFactors (DDF) การขยายขนาดการผลิตหัวอาหารสัตว์ที่มีปริมาณเอนไซม์สูง โดยการหมักแบบอาหารแข็งด้วยรา Aspergillus oryzae โดยใช้ถังหมักแบบหมุนขนาด 200 และ 600 ลิตร การควบคุมปัจจัยการหมักสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจากผลไม้เหลือใช้ทางการเกษตรในถังหมักต้นแบบ
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