Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเปลี่ยนเชิงชีวภาพของแอลฟาเซลลูโลสจากวัชพืชไปเป็นเอทานอล

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Bioconversion of alpha cellulose from weeds into ethanol

Year (A.D.)

2004

Document Type

Thesis

First Advisor

หรรษา ปุณณะพยัคฆ์

Second Advisor

อุษา แสงวัฒนาโรจน์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

พฤกษศาสตร์

DOI

10.58837/CHULA.THE.2004.939

Abstract

การใช้ชีวมวลของวัชพืชในเขตร้อน ได้แก่ ก๋ง (Thysanolaena maxima) แขม (Phragmites karka) ธูปฤาษี (Typha angustifolia) เลา (Saccharum spontaneum) ลำเอียก (Coix aquatica) หญ้าขจรจบดอกเล็ก (Pennisetum polystachyon) หญ้าคา (Imperata cylindrica) และหญ้าเนเปียร์ (Pennisetum purpureum) เป็นวัตถุดิบในการผลิต เป็นเยื่อเซลลูโลสละเอียด โดยอาศัยขั้นตอนการย่อยด้วยกรดและด่าง ซึ่งวัชพืชทั้งหมดมีปริมาณเซลลูโลสอยู่ในช่วงร้อยละ 32.1 – 42.5 พบว่า เยื่อเซลลูโลสละเอียดจากก๋ง มีปริมาณแอลฟา-เซลลูโลสและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตสูงที่สุด เมื่อนำเยื่อเซลลูโลสละเอียดจากวัชพืชแต่ละชนิด ไปใช้เป็นแหล่งคาร์บอนสำหรับการผลิตเซลลูเลสด้วยเชื้อรา Tricoderma reesei Rut C-30 พบว่ากิจกรรมของเซลลูเลสดีที่สุด เมื่อใช้แหล่งคาร์บอนจากเยื่อเซลลูโลสละเอียดของเลา มีค่าเอกโซกลูคาเนส 2.349 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน และเบต้า-กลูโคซิเดส 0.267 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน ส่วนเมื่อใช้แหล่งคาร์บอนจากเยื่อเซลลูโลสละเอียดของหญ้าเนเปียร์ พบว่า ให้ค่าเอนโดกลูคาเนสสูงที่สุด คือ 34.906 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน จึงนำเซลลูเลสทั้งสองแหล่งไปใช้ เพื่อการผลิตเอทานอลด้วยการหมักและย่อยสลายแบบต่อเนื่อง (SSF) โดยใช้ยีสต์ทนร้อน Kluveromyces marxianus NRRL Y-1109 ภายใต้สภาวะการเขย่าที่ 125 รอบต่อนาที อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ค่าความเป็นกรดเป็นด่าง 5.0 พบว่า มีปริมาณเอทานอลสูงสุด คือ 0.26 กรัมต่อลิตรหรือเท่ากับ 0.43 กรัมต่อกรัมสับสเตรท เมื่อใช้เซลลูเลสที่มีเยื่อเซลลูโลสละเอียดจากเลาเป็นแหล่งคาร์บอนในอาหารสำหรับการผลิตเอนไซม์ และธูปฤาษีเป็นแหล่งของเซลลูโลส

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Plant biomass of tropical weeds including Thysanolaena maxima, Phragmites karka, Typha angustifolia, Saccharum spontaneum, Coix aquatica, Pennisetum polystachyon, Imperata cylindrica and P. purpureum were used as the substrate for the production of weed pulp. The plants originally contained percentage of cellulose in the range between 32.1 – 42.5%. The production involved the extraction with prehydrolysis and alkali boiling processes. T. maxima provided the highest amount of cellulose yield and alpha-cellulose containing. When the pulp from these weeds were used as the carbon source for cellulose production by Trichoderma reesei, we found that the pulp of S. spontaneum provided the highest amount of cellulases with the specific activities of 2.349 U/mg protein (exoglucanase), and 0.267 U/mg protein (β-glucosidase), while the pulp of P. purpureum provided the highest amount of cellulose with the specific activity of 34.906 U/mg protein for endoglucanase. Ethanol production of three weeds with the highest specific activity (P. purpureum, P. karka and T. angustifolia) using Simultaneous Saccharification and Fermentation process (SSF) with cellulose produced from the pulp of S. spontaneum and P. purpureum with Trichoderma reesei and thermotolerant yeast, Kluyveromyces marxianus, were performed under shaking condition (125 rpm), 40℃, and pH 5.0. The maximum ethanol yield was found to be 0.26 g.l̄¹ (0.43 g.g-1) from T. angustifolia and cellulose of the pulp of S. spontaneum.

Link to Full Text

Share

COinS