การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล
Production of volatile acid in CSTR at 5 L working volume from microalgae (Chlorella sp.) fermentation of HRT 6 day showed a hydrogen yield of 161-189 mL-H2/g-VSadd and production rate 1,938-2,269 mL-H2/Lreactor with the production of acetic acid propionic acid and butyric acid produced during the e...
Saved in:
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Technical Report |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19616 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-19616 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
เทคโนโลยีสะอาด Clean Technology |
| spellingShingle |
เทคโนโลยีสะอาด Clean Technology ประวิทย์ คงจันทร์ รัตนา จริยาบูรณ์ สมพงศ์ โอทอง การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| description |
Production of volatile acid in CSTR at 5 L working volume from microalgae (Chlorella sp.) fermentation of HRT 6 day showed a hydrogen yield of 161-189 mL-H2/g-VSadd and production rate 1,938-2,269 mL-H2/Lreactor with the production of acetic acid propionic acid and butyric acid produced during the experiment were in the range of 5.25±0.14 g/L, 0.76±0.02 g/L and 7.50±0.15 g/L, respectively. The main bacterial in the fermentation of mixed culture were Dysgonomonas mossii, Porphyromonadaceae bacterium, Proteiniphilum saccharofermentans, Lysinibacillus macroides, Clostridium sp. strainS6, Ruminococcaceae bacterium, Acetobacter pasteurianusและ Comamonas aquatica. Higher butanol concentration of 10.17 g/L was produced from Clostridium beijerinckii ATCC10132 at 40 g-VS/L initial glucose concentrations than 20 60 and 80 gVS/L. The initial concentration 40 g-VS/L of microalgae pretreatment with 108 °C autoclave for 30 min with nutrient addition was produced butanol 2.30 g/L which higher than untreated. In addition, by studying the B/G ratio from the Taguchi experimental design, the results showed that batches with acid concentrations from 2-10 g/L had better yields compared to those with acid concentrations up to 14 g/L. From the experiment, it was found that the combination of 10 g/L butyric acid with 20 g/L glucose yielded the highest butanol yield at 3.67 g/L from the 15% inoculation concentration. Butanol production yield from CSTR with semi-continuously fed 20 gVS/L glucose on TYA medium at HRT 2 day was constant in the range of 5.51 g/L, 38% hydrogen concentration with yield of 74 mL-H2/g-VS ( 740 mL-H2/L/d). When Stripping gas (CO2 and 30%H2 ) 3 L/min, blowing in the fermentation system for 48 hours continuously, it was found that the harvest butanol was 43.86% with 75.29% Efficiency of condensation, with 10.84 percent loss. During the first gas stripping from the fermented of 5.51 g/L butanol concentration, in the first 4 hours, the highest butanol concentration was obtained in the first condensing unit at 45.17g/L. This stripping process is suitable if the fermentation process was high solvent yield. In addition, the test results to produce butanol from the effluent of rich butyric acid together with 20 g-VS/L Glucose, it was found that in the early period it was produced butanol 5.54 g/L with hydrogen production 117.68 mL-H2/g-VS. The acid content is increased in the system and affects the growth and activity of Clostridium beijerinckii. A reduction in the acidic substrate concentration is necessary since the acid in the fermentation solution is not only butyric acid but also contains other types of volatile acids |
| author2 |
Faculty of Sciecnce and Technology (Science) |
| author_facet |
Faculty of Sciecnce and Technology (Science) ประวิทย์ คงจันทร์ รัตนา จริยาบูรณ์ สมพงศ์ โอทอง |
| format |
Technical Report |
| author |
ประวิทย์ คงจันทร์ รัตนา จริยาบูรณ์ สมพงศ์ โอทอง |
| author_sort |
ประวิทย์ คงจันทร์ |
| title |
การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| title_short |
การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| title_full |
การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| title_fullStr |
การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| title_full_unstemmed |
การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| title_sort |
การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19616 |
| _version_ |
1821269957912035328 |
| spelling |
th-psu.2016-196162024-12-26T04:35:41Z การเพิ่มผลผลิตบิวทานอลจากสาหร่ายขนาดเล็กด้วยการบูรณาการการหมักแบบไร้แสงร่วมกับการหมักที่มีระบบเก็บเกี่ยวบิวทานอล Enhancing Butanol Production from Microalgae by Coupling Dark Fermentation with Fermentation Equipped with Butanol Recovery ประวิทย์ คงจันทร์ รัตนา จริยาบูรณ์ สมพงศ์ โอทอง Faculty of Sciecnce and Technology (Science) คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาควิชาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีสะอาด Clean Technology Production of volatile acid in CSTR at 5 L working volume from microalgae (Chlorella sp.) fermentation of HRT 6 day showed a hydrogen yield of 161-189 mL-H2/g-VSadd and production rate 1,938-2,269 mL-H2/Lreactor with the production of acetic acid propionic acid and butyric acid produced during the experiment were in the range of 5.25±0.14 g/L, 0.76±0.02 g/L and 7.50±0.15 g/L, respectively. The main bacterial in the fermentation of mixed culture were Dysgonomonas mossii, Porphyromonadaceae bacterium, Proteiniphilum saccharofermentans, Lysinibacillus macroides, Clostridium sp. strainS6, Ruminococcaceae bacterium, Acetobacter pasteurianusและ Comamonas aquatica. Higher butanol concentration of 10.17 g/L was produced from Clostridium beijerinckii ATCC10132 at 40 g-VS/L initial glucose concentrations than 20 60 and 80 gVS/L. The initial concentration 40 g-VS/L of microalgae pretreatment with 108 °C autoclave for 30 min with nutrient addition was produced butanol 2.30 g/L which higher than untreated. In addition, by studying the B/G ratio from the Taguchi experimental design, the results showed that batches with acid concentrations from 2-10 g/L had better yields compared to those with acid concentrations up to 14 g/L. From the experiment, it was found that the combination of 10 g/L butyric acid with 20 g/L glucose yielded the highest butanol yield at 3.67 g/L from the 15% inoculation concentration. Butanol production yield from CSTR with semi-continuously fed 20 gVS/L glucose on TYA medium at HRT 2 day was constant in the range of 5.51 g/L, 38% hydrogen concentration with yield of 74 mL-H2/g-VS ( 740 mL-H2/L/d). When Stripping gas (CO2 and 30%H2 ) 3 L/min, blowing in the fermentation system for 48 hours continuously, it was found that the harvest butanol was 43.86% with 75.29% Efficiency of condensation, with 10.84 percent loss. During the first gas stripping from the fermented of 5.51 g/L butanol concentration, in the first 4 hours, the highest butanol concentration was obtained in the first condensing unit at 45.17g/L. This stripping process is suitable if the fermentation process was high solvent yield. In addition, the test results to produce butanol from the effluent of rich butyric acid together with 20 g-VS/L Glucose, it was found that in the early period it was produced butanol 5.54 g/L with hydrogen production 117.68 mL-H2/g-VS. The acid content is increased in the system and affects the growth and activity of Clostridium beijerinckii. A reduction in the acidic substrate concentration is necessary since the acid in the fermentation solution is not only butyric acid but also contains other types of volatile acids การผลิตกรดระเหยง่ายในถัง CSTR ที่ปริมาตรการทำงาน 5 L จากการหมักจุลสาหร่าย Chlorella sp. ที่ระยะเวลาการกักเก็บ HRT 6 วัน พบว่าให้ผลผลิตไฮโดรเจน 161-189 mL-H2/g-VSadd หรืออัตราการผลิตต่อวัน 1,938-2,269 mL-H2/Lreactor โดยมีลผลิตกรดอะซิติก กรดโพรพิออนิก และกรดบิวทิริกที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลองอยู่ในช่วง 5.25?0.14 g/L, 0.76?0.02 g/L และ 7.50?0.15 g/L ตามลำดับโดยพบว่าในการหมักเชื้อผสมนี้มีกลุ่มแบคทีเรียหลักๆได้แก่ Dysgonomonas mossii, Porphyromonadaceae bacterium, Proteiniphilum saccharofermentans, Lysinibacillus macroides, Clostridium sp. strainS6, Ruminococcaceae bacterium, Acetobacter pasteurianus และ Comamonas aquatica เป็นต้น ศึกษาการผลิตบิวทานอลจากเชื้อ Clostridium beijerinckii ATCC10132 ความเข้มข้นกลูโคส 20, 40, 60 และ 80 g-VS/L พบว่าให้ผลผลิตบิวทานอลได้ที่ความเข้มข้นสูงสุดที่ 10.17 g/L ที่ 40 g-VS/L เมื่อทำการทดสอบการหมักโดยใช้จุลลสาหร่ายความเข้มข้นเริ่มต้นที่ 40 g-VS/L โดยการที่เทียบการปรับสภาพของจุลสาหร่ายด้วย Autoclave 108 ํC เป็นเวลา 30 นาที และมีการเติมสารอาหาร ให้ผลิตบิวทานอลได้สูง 2.30 g/L กว่าไม่ปรับสภาพ นอกจากนี้การศึกษา B/G ratio จากการออกแบบการทดลองด้วยทากูชิผลการทดลองเห็นได้ว่าในชุดที่มีความเข้มข้นกรดตั้งแต่ 2-10 g/L สามารถให้ผลผลิตได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับชุดที่มีความเข้มข้นบิวทิริคสูงถึง 14 g/L โดยพบว่าที่การใช้สัดส่วนกรดบิวทิริค 10 g/L ร่วมกับน้ำตาลกลูโคส 20 g/L ให้ผลผลิตบิวทานอลสูงที่สุดที่ 3.67 g/L จากการใช้ความเข้มข้นเชื้อร้อยละ 15 โดยปริมาตร นอกจากนี้ผลผลิตบิวทานอลในถัง CSTR ที่มีการป้อนกึ่งต่อเนื่องด้วยอาหาร TYA ด้วยน้ำตาลกลูโคส 20 g-VS/L ที่ HRT 2 ให้ผลผลิตบิวทานอลคงที่อยู่ในช่วง 5.51 g/L พบมีไฮโดรเจนทีเข้มข้นร้อยละ 38 โดยมีผลผลิตไฮโดรเจนที่ได้คงที่เฉลี่ย 74 mL-H2/g-VS โดยมีอัตราการผลิตคงที่เฉลี่ย 740 mL-H2/L/d เมื่อศึกษาการเป่าไล่ด้วยแก๊ส CO2 และ H2 30% 3 L/min เป่าใล่ในระบบหมักตลอดการทดลองเป็นเวลาต่อเนื่อง 48 ชั่วโมง พบว่าสามารถได้ร้อยละการเก็บเกี่ยวของบิวทานอลเท่ากับ 43.86 มีค่าประสิทธิภาพการควบแน่นร้อยละ 75.29 โดยมีร้อยละการสูญหาย 10.84 โดยระหว่างการเป่าไล่ในช่วงแรกจากน้ำหมัก ที่มีความเข้มข้นบิวทานอล 5.51 g/L เมื่อเป่าไล่ในช่วง 4 ชั่วโมงแรกพบว่าได้บิวทานอลเข้มข้นสูงสุดในชุดควบแน่นแรกที่ 45.17g/L ทั้งนี้จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถใช้งานได้เหมาะสมหากมีการผลผลิตตัวทำละลายจากกระบวนการหมักที่สูงขึ้นได้ นอกจากนี้ผลการทดสอบการผลิตบิวทานอลจากการหมักจากน้ำหมักที่อุดมไปด้วยกรดบิวทิริก ร่วมกับน้ำตาล 20 g-VS/L พบว่าในช่วงแรกสามารถให้ผลผลิตบิวทานอล โดยได้ผลผลิตบิวทานอล 5.54 g/L ผลผลิตแก๊ส 117.68 mL-H2/g-VS แต่เมื่อมีการป้อนเข้าออกพบว่า ปริมาณกรดมีการสะสมเพิ่มขึ้นในระบบและส่งผลต่อการเจริญและกระบวนการทำงานของเชื้อ Clostridium beijerinckii การลดปริมาณความเข้มข้นสารตั้งต้นน้ำหมักกรดลงจึงจำเป็นเนื่องจากกรดในน้ำหมักนั้นไม่ได้มีเพียงกรดบิวทิริก แต่ยังประกอบด้วยกรดระเหยง่ายประเภทอื่นร่วมด้วยคำสำคัญ: บิวทานอล; กรดบิวทิริก; Clostridium beijerinckii; การเป่าไล่ด้วยแก๊ส 2024-12-26T04:35:41Z 2024-12-26T04:35:41Z 2564 Technical Report http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19616 th มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |