การสังเคราะห์สารบิวทิลแอลกอฮอล์จากกากข้าวโพด (วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร) และการประยุกต์เพื่อผลิตก๊าซโซฮอล์/ดีโซฮอล์

สุจิตรา วงศ์เกษมจิตต์; อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย; ธัญญลักษณ์ ฉายสุวรรณ์

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/72992

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.author	สุจิตรา วงศ์เกษมจิตต์	-
dc.contributor.author	อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย	-
dc.contributor.author	ธัญญลักษณ์ ฉายสุวรรณ์	-
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี	-
dc.date.accessioned	2021-03-29T09:53:28Z	-
dc.date.available	2021-03-29T09:53:28Z	-
dc.date.issued	2556	-
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/72992	-
dc.description.abstract	ซังข้าวโพดถือเป็นวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่มีศักยภาพในการพัฒนาเป็นชีวมวลในประเทศไทยสำหรับผลิตพลังงานยั่งยืน เช่น ไบโอบิวทานอล การปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริกและกรดฟอสฟอริกเจือจางจึงมีความสำคัญในการกำจัดเฮมิเซลลูโลสและช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่ได้จากการย่อยสลายเซลลูโลสโดยเอมไซม์ เมื่อปรับสภาพซังข้าวโพดด้วยกรดซัลฟูริกเจือจางภายใต้ภาวะที่เหมาะสม (120 องศาเซลเซียส, 5 นาที, ความเข้มข้นกรด 2% โดยน้ำหนัก และ อัตราส่วนของเหลวต่อของแข็ง 15: 1) และกรดฟอสฟอริกเจือจางภายใต้ภาวะที่เหมาะสม (140 องศาเซลเซียส, 10 นาที, ความเข้มข้นกรด 2% โดยน้ำหนัก และ อัตราส่วนของเหลวต่อของแข็ง 10: 1) ให้ผลผลิตน้ำตาลโดยประมาณ 34-35 กรัมต่อลิตรโดยการปรับสภาพด้วยกรดฟอสฟอริกจะทำให้เกิดตัวยับยั้งหรือเฟอฟูลรัลมากกว่ากรดซัลฟูริก และการศึกษาคุณลักษณะของซังข้าวโพดหลังจากปรับสภาพด้วยกรดทั้งสองชนิดแสดงถึงความสามารถในการเข้าถึงของเอนไซม์ได้ดีขึ้น โดยกรดซัลฟูริกให้ผลที่ดีกว่าในด้านพื้นที่ผิวและความเป็นผลึกที่มากกว่า เมื่อใช้แคลเซียมไฮดรอกไซด์กำจัดตัวยับยั้งพบว่าการผลิตอะซีโตน-บิวทานอล-เอทานอลเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน ในขณะที่เฟอฟูลรัลอาจจะไม่มีมีผลหลักในการยับยั้งจุลลินทรีย์ชนิด C.berjerinckii และในขั้นตอนการย่อยเป็นนํ้าตาลและหมักพร้อมกันจะช่วยลดการยับยั้งเอนไซม์ในกระบวนการย่อยน้ำตาล แต่เนื่องจากภาวะที่แตกต่างกันของการย่อยเป็นน้ำตาลและการหมักเพื่อผลิตบิวทานอล การหาภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการย่อยเป็นน้ำตาลและหมักพร้อมกันโดยวิธีวิธีการแสดงผลตอบสนองแบบโครงร่างพื้นผิวหรือ RSM จะช่วยลดจำนวนการทดลอง ซึ่งมีตัวแปรสำคัญที่ต้องการศึกษา อาทิ สภาพความเป็นกรดด่าง อุณหภูมิ เวลา หลังจากกระบวนการย่อยเป็นน้ำตาลและหมักพร้อมกันภายใต้ภาวะที่เหมาะสม (สภาพความเป็นกรดด่าง 6.3 อุณหภูมิ 35.7 และ 61.2 ชั่วโมง) ให้ผลผลิตอะซีโตน-บิวทานอล-เอทานอล 11.82 กรัมต่อลิตร นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ ยังใช้การพรีทรีทเมนท์แบบสองขั้นตอนคือ พรีทรีทเมนต์ด้วยโซเดียมไฮดรอกไซม์ตามด้วยกรดซัลฟิวริก เพราะการพรีทรีทเมนท์ช่วยสลายส่วนประกอบของชีวมวลประเภทลิกโนเซลลูโลสิก เช่น ลิกนิน ซึ่งลดประสิทธิภาพของการเข้าถึงของเอนไซม์ในการย่อยสลาย จุดประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ การหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการ พรีทรีทเมนท์ซังข้าวโพดแบบสองขั้นตอนด้วยไมโครเวฟโดยใช้วิธีการแสดงผลตอบสนองแบบโครงร่างพื้นผิว โดยการพรีทรีทเมนท์ด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2 เปอร์เซ็นต์ ด้วยอัตราส่วนซังข้าวโพด 67 กรัม ต่อสารละลาย 1 ลิตร ที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที ตามด้วยกรดซัลฟิวริก 1 เปอร์เซ็นต์ ด้วยอัตราส่วนซังข้าวโพด 106 กรัม ต่อสารละลาย 1 ลิตร ที่อุณหภูมิ 156 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 16 นาที ได้ปริมาณน้ำตาลกลูโคสสูงสุด 48.58 กรัมต่อลิตร โดยอัตราส่วนซังข้าวโพดต่อสารละลายและอุณหภูมิเป็นตัวแปรสำคัญในการพรีทรีทเมนท์นี้ การหมักน้ำตาลหลังจากการย่อยด้วยเอนไซม์เพื่อผลิตอะซิโตน, บิวทานอล และเอทานอล โดยมีการกำจัดสารที่เป็นพิษต่อแบคทีเรียที่ผลิตบิวทานอลด้วยแคลเซียมไฮดรอกไซด์และเจือจางสารละลาย 4 เท่าด้วยน้ำ ทำให้ได้ปริมาณอะซิโตน, บิวทานอล และเอทานอลสูงสุดคือ 8.43 กรัมต่อลิตร	en_US
dc.description.abstractalternative	Corncobs are one of the potential Thailand’s agricultural biomass feedstocks for renewable energy, like biobutanol. Dilute sulfuric and phosphoric acid pretreatment has been successful developed for pretreatment to remove hemicelluloses and improve enzymatic hydrolysis. The optimum conditions of dilute sulfuric and phosphoric acid pretreatment were obtained at 120 °C for 5 min with 15:1 liquid-to-solid (LSR) ratio and 140 °C for 10 min with 10:1 LSR, respectively and both of acid pretreatments gave the content of total sugar approximately 34–35 g/l. In case of inhibitor content (furfural), phosphoric acid pretreatment gives higher than sulfuric acid pretreatment. Characterizations of corncobs after pretreatment indicate that both of acid pretreatments can improve enzymatic accessibility and the better results present in corncobs pretreated with sulfuric acid in term of surface area, crystallinity. To remove inhibitors, lime detoxification was carried out and resulted in improving Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) production significantly. However, furfural might not the major inhibit effect to C.berjerinckii. Simultaneous saccharification and fermentation (SSF) was performing for enzymatic hydrolysis together with fermentation to reduced inhibition of enzymatic hydrolysis. Though, the different condition of enzymatic hydrolysis and fermentation, optimization using Response Surface Methodology (RSM) was carried out to reduce run of experiment with important variables such as pH, temperature, and time. After precessing, the highest ABE of 11.82 g/l was obtained under optimum condition of pH 6.30, 35.7 °C, and 61.2 h. Moreover, A two–stage pretreatment of corncobs using NaOH followed by H2SO4 combined with microwave radiation prior enzymatic hydrolysis has been examined. The optimum condition of second stage was obtained with response surface methodology (RSM) at a three–variable and five–level central composite design (CCD). A maximum concentration of glucose 48.58 g/l was obtained at the optimal condition of 2 % NaOH at 100 °C, 30 min, and SLR 67 for first stage and 1 % H2SO4 at 156 °C, 16 min, and SLR 106 for second stage of two-stage pretreatment. The result showed that SLR and temperature are the most significant factors on the glucose concentration. After that, the hydrolysate was used to produce Acetone–Butanol–Ethanol (ABE) by Clostridium beijerinckii. The diluted 4 times hydrolysate combined with overliming (D4O) gave the highest ABE yield, 0.41, and productivity, 17.56. It is suggested that the dilution and overliming process can reduce fermentation inhibitors, increase cell growth and improve ABE yield.	en_US
dc.description.budget	ทุนอุดหนุนการวิจัยจากทุนอุดหนุนทั่วไป ประจำปีงบประมาณ 2555-2556	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.subject	บิวทานอล -- การสังเคราะห์	en_US
dc.subject	ซังข้าวโพด	en_US
dc.subject	พลังงานชีวมวล	en_US
dc.subject	อุตสาหกรรมแกสโซฮอล	en_US
dc.subject	อุตสาหกรรมเชื้อเพลิงแอลกอฮอล์	en_US
dc.subject	Butanol -- Synthesis	en_US
dc.subject	Corncobs	en_US
dc.subject	Biomass energy	en_US
dc.subject	Gasohol industry	en_US
dc.subject	Alcohol fuel industry	en_US
dc.title	การสังเคราะห์สารบิวทิลแอลกอฮอล์จากกากข้าวโพด (วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร) และการประยุกต์เพื่อผลิตก๊าซโซฮอล์/ดีโซฮอล์	en_US
dc.title.alternative	Synthesis of Butanol from Corn and Application for Gasohol/Diesohol Production	en_US
dc.type	Technical Report	en_US
Appears in Collections:	Petro - Research Reports

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Sujitra_vo_016178.pdf		8.22 MB	Adobe PDF	View/Open

Show simple item record