Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การผลิตเอทานอลจากฟางข้าว

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Ethanol production from rice straw

Year (A.D.)

1995

Document Type

Thesis

First Advisor

ชูชาติ บารมี

Second Advisor

เรณุ ถาวโรฤทธิ์

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.1995.588

Abstract

เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในฟางข้าว ที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเอทานอล โดยปกติเซลลูโลสจะอยู่รวมกับส่วนประกอบอื่น ได้แก่ เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งเป็นตัวขัดขวางการเกิดปฏิกิริยาของเซลลูโลสกับเอนไซม์ในปฏิกิริยาการย่อย ดังนั้นในการผลิตจะต้องทำการแยกส่วนประกอบดังกล่าวออกจากโครงสร้างของฟางข้าว ในขั้นการปรับสภาพ ซึ่งในงานวิจัยนี้ใช้วิธีการปรับสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยพบว่าวิธีการปรับสภาพวิธีที่ดีที่สุด คือ การแช่ฟางในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 2.0 โมลาร์ เป็นเวลา 24 ชั่วโมง แล้วนำไปต้มที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส นาน 90 นาที จะได้ตะกอนฟางที่มีเซลลูโลสประกอบอยู่ 94.46% เฮมิเซลลูโลส 1.24% และลินิน 2.16% จากฟางข้าวที่ไม่ผ่านการปรับสภาพ ซึ่งมีส่วนประกอบ คือ เซลลูโลส 59.47% เฮมิเซลลูโลส 4.31% และลิกนิน 21.73% ตะกอนฟางที่ได้นำไปย่อยด้วยเอนไซม์เซลลูเลส โดยใช้อัตราส่วนของเอนไซม์ต่อเซลลูโลสเท่ากับ 500 โมลาร์ ที่มีค่าสภาพความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 4.0 ที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ใช้เวลาในการย่อย 16 ชั่วโมง ที่สภาวะดังกล่าวสามารถผลิตน้ำตาลรีคิวซ์ได้ 557.07 มิลลิกรัมต่อกรัมเซลลูโลส ซึ่งคิดเป็นค่าการเปรียบเทียบกับปริมาณเซลลูโลสเท่ากับ 49.58% สารละลายน้ำตาลรีคิวซ์ที่ผลิตได้หลังจากเติมสารอาหารที่จำเป็น และปรับค่าสภาพความเป็นกรด-ด่าง ให้เหมาะสมกับการเจริญของเชื้อยีสต์ Saccharomyces cerevisiae สายพันธุ์ TISTR 5013 แล้ว นำไปหมักที่อุณหภูมิห้อง ในสภาวะแบบไม่ใช้ออกซิเจน เป็นเวลา 4 วัน จะได้เอทานอลเข้มข้น 1.3% โดยปริมาตร ซึ่งสามารถเพิ่มความเข้มข้นในสูงขึ้นได้เมื่อนำไปกลั่น

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Cellulose, the important component in rice straw, can be used as a precursor in the production of ethanol. The other components in rice straw such as hemicellulose and lignin are the inhibitors of the reaction between cellulose and enzyme in enzymatic hydrolysis. These must be separated in the pretreatment step. The straw was treated with 2.0 M NaOH for 24 hours at room temperature and refluxed at 70℃ for 90 minutes. The treated straw contained 94.46 % cellulose, 1.24 % hemicellulose and 2.16 % lignin, compared with the untreated straw, which contained 59.47 % cellulose, 4.31 % hemicellulose and 21.73 % lignin. The pretreated straw residue was subjected to cellulose hydrolysis at enzyme-to-cellulose ratio of 500 µ1 : 1 g, in 0.05 M sodium acetate buffer at pH 4.0 and then heated in a shaking waterbath at 55℃ for 16 hours to produce the reducing sugar to support the fermentation. The reducing sugar yield was 557.07 mg. per 1 g. of cellulose corresponding to 49.58 % of conversion based on cellulose. After the addition of the essential nutrients of yeast growth (Saccharomyces cerevisiae strain TISTR 5013) the reducing sugar solution was fermented at room temperature by anaerobic condition for 4 days. The yield of ethanol was 1.3 % by volume which can be concentrated by distillation.

ISBN

9746313703

Link to Full Text

Share

COinS