• ปุณณวิทย์ หาญไพบูลย์
    : ภาควิชาเคมีเทคนิค คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
  • สมเกียรติ งามประเสริฐสิทธิ์
    : ศูนย์ความเป็นเลิศด้านเทคโนโลยีปิโตรเคมีและวัสดุ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
  • เรืองวิทย์ สว่างแก้ว
    : สถาบันเทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมพันธุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
FULL TEXT

Abstract

Subcritical water pretreatment is one of the methods, improving the enzymatic saccharification of cellulose in lignocellulosic biomass. The main advantages of this process are environmentally friendly because of its chemical free process and low inhibitor production. The pretreatment temperature is the most important influence on pretreatment efficiency so the aim of this research is to investigate the effects of temperature on subcritical water pretreatment of rice straw mixed with cassava waste in the ratio of 1:1 on a dry basis. Pretreatment was carried out in the high pressure reactor with temperature varied from 120 to 200˚C, at 20 bar pressure for 30 minutes. After pretreatment process, the pretreated solid was subjected to enzymatic saccharification using cellulose. It was found that the optimum pretreatment temperature of rice straw mixed with cassava waste was 160˚C when considering both overall glucose yield and inhibitor formation. At this temperature, the inhibitor concentration produced less than 1 mg/ml and the process provided the overall glucose yield of 39.64%


Keyword

cellulase, cellulose, lignocellulosic biomass, subcritical water pretreatment

บทคัดย่อ

การปรับสภาพเบื้องต้นด้วยน้าภาวะกึ่งวิกฤต (subcritical water pretreatment) เป็นกระบวนการหนึ่งที่ช่วยให้เซลลูโลสในชีวมวลประเภทลิกโนเซลลูโลสสามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลได้มากขึ้นเมื่อถูกย่อยด้วยเอนไซม์ ข้อดีของการปรับสภาพด้วยวิธีนี้คือความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเนื่องจากเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้สารเคมี และสารยับยั้งที่เกิดขึ้นในของเหลวหลังการปรับสภาพมีปริมาณต่ำ อุณหภูมิของการปรับสภาพเบื้องต้นเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษาผลของอุณหภูมิต่อการปรับสภาพชีวมวลผสมระหว่างฟางข้าวและกากมันสำปะหลังที่อัตราส่วน 1:1 โดยน้ำหนักแห้ง กระบวนการปรับสภาพเบื้องต้นจะดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์ความดันสูงที่ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 120 ถึง 200 องศาเซลเซียส ความดัน 20 บาร์ เป็นเวลา 30 นาที หลังจากชีวมวลผ่านการปรับสภาพแล้วจะเข้าสู่กระบวนการเปลี่ยนเป็นน้าตาลด้วยเอนไซม์เซลลูเลส จากการทดลองพบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมในการปรับสภาพชีวมวลผสมคือ 160 องศาเซลเซียส เมื่อพิจารณาจากร้อยละผลได้ของกลูโคสทั้งหมดและปริมาณสารยับยั้งที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมินี้ ปริมาณสารยับยั้งที่เกิดขึ้นมีความเข้มข้นน้อยกว่า 1 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร และกระบวนการแสดงค่าร้อยละผลได้ของกลูโคสทั้งหมดเท่ากับ 39.64


คำสำคัญ

เอนไซม์เซลลูเลส เซลลูโลส ชีวมวลประเภทลิกโนเซลลูโลส การปรับสภาพเบื้องต้นด้วยน้ำภาวะกึ่งวิกฤต