การทำเซลล์จุลินทรีย์ประเภทสาหร่ายให้แตกโดยอาศัยฟลูอิไดซ์เบดสามวัฏภาคแบบใช้ใบกวน : รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์

Abstract

โครงการวิจัยย่อยนี้เป็นผลงานส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยการประยุกต์ใช้ฟลูอิไดเซชันเทคโนโลยี ซึ่งอยู่ในศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านเทคโนโลยีอนุภาค โดยโครงการย่อยนี้มุ่งเน้นที่จะพัฒนาเทคนิคฟลูอิดไดซ์เบดสามวัฏภาคแบบใหม่ที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการทำให้เซลล์จุลชีพแตก เพื่อทำให้สามารถนำสารอินทรีย์มาใช้ประโยชน์ในลำดับต่อไป ในโครงการวิจัยนี้ได้ศึกษา การทำเซลล์จุลสาหร่ายให้แตกโดยใช้ฟลูอิดไดซ์เบดสามวัฏภาคแบบใช้ใบกวนซึ่งประกอบด้วย อากาศ ของเหลวสารแขวนลอยสาหร่าย และลูกแก้ว (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม.) ซึ่งพิจารณาเป็นวัฏภาคของ อากาศของเหลวและของแข็งตามลำดับ จุลสาหร่ายที่ใช้ได้แก่ Chlorella ellipsoidea TISTR 8260, Chrooccus sp. TISTR 8625 และ Chlorococcum sp. TISTR 8509 โดยมีความเข้มข้นอยู่ระหว่าง (9-15)x10⁶ เซลล์ต่อมิลลิลิตร ทั้งนี้ในการศึกษาได้ทำการปรับเปลี่ยนความเร็วอากาศ และความเร็วสารแขวนลอยอยู่ในช่วง 0-10 ซม. ต่อนาที และความเร็วรอบของใบกวนในช่วง 0-300 รอบต่อนาที โดยได้พิจารณาปริมาณการแตกของเซลล์จากเปอร์เซ็นต์เซลล์ที่ถูกทำลาย อัตราการแตกของเซลล์ ปริมาณของเซลล์และปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ ที่เปลี่ยนแปลงไปต่อเวลา และยืนยันการแตกของเซลล์ด้วยภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์ จากผลการทดลองสามารถสรุปได้ว่าหากแยกศึกษาทีละปัจจัยแล้ว แต่ละปัจจัยต่างส่งผลให้ได้ปริมาณการแตกของเซลล์ใกล้เคียงกัน สำหรับความเร็วอากาศและความเร็วของเหลวค่าความเร็วที่ 10 ซม.ต่อนาทีจะให้ประสิทธิภาพการแตกของเซลล์สูงที่สุดที่ 41.8 และ 38.5% แต่เมื่อเพิ่มความเร็ว ดังกล่าวให้สูงขึ้น กับพบว่าปริมาณการแตกของเซลล์กลับลดลง ในส่วนของความเร็วรอบการปั่นกวนนั้นพบว่าที่ความเร็วรอบ 3000 รอบต่อนาทีให้ประสิทธิภาพการแตกของเซลล์สูงสุดที่ 38.5% และเมื่อนำทั้ง 3 ปัจจัยเข้าสู่ระบบพร้อมกัน กล่าวคือความเร็วอากาศ และความเร็วของเหลวเท่ากับ 10 ซม./นาที และความเร็วรอบเท่ากับ 3000 รอบต่อนาทีจะทำให้ปริมาณการแตกของเซลล์จุลสาหร่ายมีค่าสูงถึง 93.6% ทั้งนี้จากผลการทดลองสรุปได้ว่ากลไกสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการแตกของเซลล์คือ การบดกันระหว่างลูกบด การกระทบกันระหว่างลูกบดและเซลล์รวมถึงแรงเฉือนที่เกิดขึ้นภายในระบบ