Download
1 / 1

????????????????????????????? (Production of Alcohol from Dried Longan) - PowerPoint PPT Presentation


  • 266 Views
  • Uploaded on

ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. การผลิตแอลกอฮอล์จากลำไยอบแห้ง (Production of Alcohol from Dried Longan). สุกัลยา ปาละกูล , สุภาพร ฟองดวง, นพพล เล็กสวัสดิ์. บทคัดย่อ.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '????????????????????????????? (Production of Alcohol from Dried Longan)' - bette


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Production of alcohol from dried longan

ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

การผลิตแอลกอฮอล์จากลำไยอบแห้ง

(Production of Alcohol from Dried Longan)

สุกัลยา ปาละกูล, สุภาพร ฟองดวง, นพพล เล็กสวัสดิ์

บทคัดย่อ

ลำไยเป็นผลไม้เศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย ซึ่งถือเป็นหนึ่งในประเทศผู้ส่งออกลำไยอบแห้งรายใหญ่ อย่างไรก็ตามปัญหาลำไยอบแห้งที่ไม่ได้มาตรฐานทำให้ถูกระงับการส่งออกและล้นตลาดเป็นสิ่งที่รัฐบาลกำลังวางมาตรการแก้ไข ซึ่งวิธีการกำจัดโดยการเผาทำลายและฝังเพื่อทำปุ๋ยหมักน่าจะมีประโยชน์น้อยกว่าการนำมาผลิตเอทานอลที่สามารถนำมาผสมกับน้ำมันเบนซินเพื่อผลิตแก๊สโซฮอล จากการทดลองในขวดรูปชมพู่เพื่อเปรียบเทียบผลกระทบของความเข้มข้นของแข็งที่ละลายได้ในน้ำลำไยที่ 5, 10, 15 และ 20 องศาบริกซ์ ทีมีผลต่อการผลิตแอลกอฮอล์โดยใช้ยีสต์Saccharomycescerevisiae พบว่าที่ 20 องศาบริกซ์สามารถผลิตแอลกอฮอล์ได้สูงสุดเท่ากับ 7.70% (v/v) และเมื่อเปรียบเทียบการใช้ยีสต์ในรูปแบบต่างๆ กันในรูปผง, ผงที่ผ่านการกระตุ้นด้วยน้ำอุ่นที่ 30-40C และหัวเชื้อยีสต์เหลวพบว่าการใช้หัวเชื้อยีสต์จะผลิตแอลกอฮอล์ได้ระดับสูงสุดเท่ากับ 7.00% (v/v) การทดลองเปรียบเทียบแหล่งไนโตรเจนต่างชนิดได้แก่น้ำต้มเนื้อ, ไข่ผงและ สารสกัดจากยีสต์ พบปริมาณไนโตรเจน 0.035, 7 และ 10% (w/w) ตามลำดับ อย่างไรก็ตามการใช้ไข่ผงเป็นแหล่งไนโตรเจนในน้ำลำไยทำให้ผลิตแอลกอฮอล์ได้ต่ำกว่ากรณีไม่ใส่แหล่งไนโตรเจนเพิ่มเติมไป 0.90% (v/v) การทดลองในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบกะขนาด 5 ลิตร ในช่วงอุณหภูมิ 27-30C โดยการรักษาการหมุนของใบพัดในถังไว้ที่ 300 rpm เป็นเวลา 12 ชั่วโมงเพื่อเพิ่มมวลชีวภาพ ตามด้วยการกระตุ้นให้เกิดการผลิตแอลกอฮอล์โดยลดอัตราการหมุนลงเหลือ 100 rpm เป็นเวลา 68 ชั่วโมง สามารถผลิตแอลกอฮอล์ได้ 4.20% (v/v) การทดลองขั้นต่อมาในระบบกึ่งกะโดยเติมน้ำลำไย 15 องศาบริกซ์ปริมาตร 400 ml ในชั่วโมงที่ 80 เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของน้ำตาลในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ ทำให้ระดับแอลกอฮอล์เพิ่มขึ้นถึงระดับ 5.52%(v/v) ในชั่งโมงที่ 112

3. ผลการทดลอง(ต่อ)

ความเข้มข้นของแข็งที่เหลืออยู่หลังการหมัก (องศาบริกซ์) [แท่งซ้ายมือ], ความเข้มข้น แอลกอฮอล์ %(v/v) [แท่งกลาง] และมวลชีวภาพแห้ง (กรัมต่อลิตร) [แท่งขวามือ] ที่น้ำลำไยเข้มข้นเริ่มต้น 5-20 องศาบริกซ์

ลำไยที่ไม่ได้มาตรฐาน

1. บทนำ

เพื่อแก้ปัญหาการสูญเปล่าของลำไยคุณภาพต่ำจึงนำมาผลิตแอลกอฮอล์โดยใช้เชื้อจุลินทรีย์เนื่องจากผลิตผลทางการเกษตรหลายชนิดที่มีน้ำตาลเป็นองค์ประกอบ เช่น กากน้ำตาลจากอ้อย หรือพืชที่ให้ความหวานอื่นๆ มีการนำมาผลิตแอลกอฮอล์โดยเฉพาะลำไยก็เป็นผลไม้ที่มีรสหวาน ในกรณีลำไยอบแห้งจะมีน้ำตาลเป็นองค์ประกอบมากถึงร้อยละ 72.70 (กรมวิชาการเกษตร, 2548) ใช้เป็นแหล่งอาหารของเชื้อยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ที่ผลิตเอทานอลได้ และมีคุณสมบัติเจริญเติบโตง่าย เอทานอลที่ได้สามารถนำไปใช้ผสมกับน้ำมันเชื้อเพลิง (fuel alcohol) แต่ต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์ในระดับที่สูงกว่า 95% (v/v) เสียก่อน โดยแบ่งได้ 3 แบบ คือ ใช้เอทานอล 95% (v/v) เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงทดแทนน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล, เอทานอล 99.5% (v/v) ผสมในน้ำมันเบนซินเป็นแก๊สโซฮอล ในอัตราส่วนร้อยละ 10 เพื่อปรับปรุงค่าออกเทน (octane) และแบบที่ใช้เอทานอลเป็นสารเคมีเพิ่มค่าออกเทนแก่เครื่องยนต์ โดยเปลี่ยนเอทานอลมาเป็น ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether) เพื่อใช้แทน MTBE ที่ก่อให้เกิดมลภาวะในอากาศสูง

จลนพลศาสตร์สำหรับความเข้มข้นแอลกอฮอล์ (% (v/v))กับเวลากหมักด้วยS. cerevisiaeในน้ำลำไยปริมาตร 1 ลิตรที่มีความเข้มข้นของแข็ง 15 องศาบริกซ์ ที่อุณหภูมิห้อง (25-27 0C) ภายในเวลา 144 ชั่วโมงในขวดแก้วรูปชมพู่ขนาด 2 ลิตร

ที่สภาวะ () ควบคุมที่ไม่มีการเติมเชื้อยีสต์ในน้ำลำไย, () ยีสต์ในรูปของเหลว, () ยีสต์เหลวและไข่ผง, (▲) ยีสต์ผงและ () ยีสต์กระตุ้นด้วยน้ำอุ่น

การผลิตแอลกอฮอล์โดยยีสต์ S. cerevisiae ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบกะและกึ่งกะขนาด 5 ลิตร

() pH, () ความเข้มข้นแอลกอฮอล์%(v/v), (▲)ความเข้มข้นของแข็งที่เหลือ (องศาบริกซ์) และมวลแห้งชีวภาพ (กรัมต่อลิตร) () แบบกะรวมถึง () แบบกึ่งกะ

การทดลองในขวดรูปชมพู่

2. วิธีการทดลอง

ในขั้นแรกหาความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของแข็งทั้งหมดกับระยะเวลาในการแช่และต้มลำไยอบแห้งในน้ำเพื่อกำหนดวิธีการเตรียมน้ำลำไยที่เหมาะสม จากนั้นเปรียบเทียบระดับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่ผลิตโดยยีสต์ S. cerevisiaeที่เจริญในน้ำลำไยความเข้มข้นเริ่มต้นต่างๆ กันโดยการเติมยีสต์ผงในอัตราส่วน 0.1% (w/v) ลงในน้ำลำไยเจือจางที่มีความเข้มข้นของแข็งทั้งหมดเท่ากับ 5, 10, 15 และ 20 องศาบริกซ์ที่อยู่ในขวดรูปชมพู เก็บตัวอย่างต่อเนื่องเพื่อวัดค่าตัวแปรตามเป็นเวลา 5 วัน

จากนั้นเปรียบเทียบระดับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่ผลิตได้ด้วยหัวเชื้อยีสต์ S. cerevisiaeแบบต่างๆ และในกรณีที่ใช้ไข่ผงเป็นแหล่งไนโตรเจนเพิ่มเติมโดยใช้น้ำลำไย 15 องศาบริกซ์ ผสมกับหัวเชื้อยีสต์ผง 0.1 % (w/v) , หัวเชื้อยีสต์ผงที่ผ่านการกระตุ้นด้วยน้ำร้อน 0.1 % (w/v) , หัวเชื้อเหลว 10 % (v/v) และหัวเชื้อเหลว 10 % (v/v) ที่ใส่ไข่ผง10 g แล้ววัดค่าตัวแปรตามเทียบกับค่าเริ่มต้น โดยเก็บตัวอย่างทุก 6 ชั่วโมง

การผลิตแอลกอฮอล์ด้วยยีสต์ S. cerevisiae ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบกะขนาด 5 ลิตรโดยใช้น้ำลำไยที่มีความเข้มข้นของแข็งทั้งหมด 15 องศาบริกซ์ 3,200 มิลลิลิตร ผสมกับหัวเชื้อยีสต์เหลว กำหนดความเร็วใบพัดเริ่มต้นไว้ที่ 300 rpm เมื่อค่า pH ลดลงใกล้เคียงกับ 4.00 จึงกระตุ้นการผลิตแอลกอฮอล์โดยลดความเร็วใบพัดลงเท่ากับ 100 rpm สุ่มตัวอย่างออกจากถังปฏิกรณ์ชีวภาพทุก 4 ชั่วโมง แล้วนำไปวิเคราะห์ค่าตัวแปรตาม เมื่อความเข้มข้นของแข็งในน้ำลำไยไม่เปลี่ยนแปลงแล้วจึงเปลี่ยนระบบการหมักแบบกะเป็นแบบกึ่งกะ โดยเติมน้ำลำไยปริมาตร 400 มิลลิลิตร ลงในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ

4. วิจารณ์ & สรุปผลการทดลอง

ภายหลังการแช่และต้มได้ ค่าร้อยละของสัดส่วนโดยมวลของน้ำลำไยที่สกัดได้ของการแช่เท่ากับ 36.9% และต้มเท่ากับ 25.0% การต้มใช้พลังงานความร้อนจากแก๊สหุงต้มจึงมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า แต่ใช้เวลาน้อยกว่าการแช่

จากการทดลองพบว่าความเข้มข้นของแข็งในน้ำลำไยที่ 20 องศาบริกซ์ ผลิตแอลกอฮอล์ได้มากที่สุดเท่ากับ 7.770.41% (v/v) รองลงมาที่ความเข้มข้น 15, 10และ 5 องศาบริกซ์เท่ากับ 6.030.33% (v/v), 3.480.32% (v/v) และ 1.970.08% (v/v) ตามลำดับ เมื่อทำการเปรียบเทียบค่า YP/S(ปริมาณการผลิตแอลกอฮอล์ต่อน้ำตาลในน้ำลำไยที่ใช้ไป, w/v) พบว่าที่ 15 องศาบริกซ์มีค่าสูงสุดที่ 0.84 และมีค่า YX/S(น้ำหนักมวลแห้งชีวภาพต่อน้ำตาลในน้ำลำไยที่ใช้ไป, กรัมต่อลิตรต่อองศาบริกซ์) มีค่าสูงสุดเช่นเดียวกันที่ 0.45

การใช้หัวเชื้อที่เป็นยีสต์เหลวสามารถผลิตแอลกอฮอล์ได้มากที่สุดเท่ากับ 7.00% (v/v) รองลงมาคือหัวเชื้อยีสต์เหลวกับไข่ผง, ยีสต์ผงและ ยีสต์กระตุ้นด้วยน้ำอุ่นเท่ากับ 6.10%, 5.99%และ 5.99% ตามลำดับ

จากการทดลองในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบกะขนาด 5 ลิตรพบว่าการหมักแบบกะมีปริมาณการผลิตแอลกอฮอล์สูงสุดเท่ากับ 4.20 % (v/v) ส่วนแบบกึ่งกะมีการปรับอัตราการหมุนของใบพัดที่ 100 rpm พบว่าทำให้ระดับแอลกอฮอล์เพิ่มขึ้นถึง 5.52% (v/v) ในชั่วโมงที่ 112 มีค่าอัตราการการเจริญเติบโตจำเพาะเท่ากับ 0.13 h-1ที่อัตราการหมุนของใบพัดที่ 300 rpm อัตราการลดลงของ pH มีค่าเท่ากับ -0.069 h-1 และอัตราการลดลงความเข้มข้นของแข็งน้ำลำไยมีค่าเท่ากับ -0.28 องศาบริกซ์ h-1 ค่า qS เท่ากับ -0.56 องศาบริกซ์ (g-1มวลแห้งชีวภาพ) l h-1และ qP เท่ากับ 0.32 % (v/v)(g-1 มวลแห้งชีวภาพ) l h-1

3. ผลการทดลอง

ถังปฏิกรณ์ชีวภาพ

5. เอกสารอ้างอิง

1. กำเนิด สุภัณวงษ์. 2532. จุลชีวอุตสาหกรรม. ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.

2. กรมส่งเสริมการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์. 2548. ข้อมูลเกี่ยวกับลำไย:

คุณค่าทางอาหาร.http://www.doae.go.th/prompt/lumyai/data.htm#(accessed 06/11/2005)

3. นพพล เล็กสวัสดิ์. 2548. แบบเสนอโครงการวิจัยการผลิตเอทานอลจากลำไยอบแห้ง.

ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.

4. พิชิต. 2546. เอทานอล แหล่งพลังงานสะอาดของไทยในอนาคต

http://www.manager.co.th/ (accessed 05/11/2005)

5. ศิริลักษณ์ สุนทโรทก. 2526. การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตแอลกอฮอล์โดย

Saccharomyces sp.มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.

ผลกระทบของการแช่และต้มลำไยอบแห้งต่อจลนพลศาสตร์ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ในน้ำที่ใช้สกัด อัตราส่วนโดยมวลของลำไยอบแห้งต่อน้ำเป็น 3 : 10() การแช่ ,() การต้ม