การปรับสภาพเบื้องต้นแบบต่อเนื่องของฟางข้าวและกากมันสำปะหลังด้วยน้ำภาวะใต้วิกฤต

Abstract

ชีวมวลประเภทลิกโนเซลลูโลสเป็นแหล่งของวัตถุดิบที่น่าสนใจสำหรับการผลิตเอทานอล เนื่องจากหาง่ายและเกิดทดแทนใหม่ได้ แต่ปัจจัยทางด้านองค์ประกอบและลักษณะโครงสร้างทางกายภาพและเคมีเป็นตัวขัดขวางการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลของเซลลูโลสในชีวมวล ดังนั้นชีวมวลจึงต้องผ่านการปรับสภาพเบื้องต้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการเปลี่ยนเซลลูโลสเป็นน้ำตาลด้วยเอนไซม์งานวิจัยนี้ศึกษาการปรับสภาพเบื้องต้นของชีวมวลด้วยน้ำภาวะใต้วิกฤตในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง ชีวมวลหลักที่ใช้ในงานวิจัยคือฟางข้าว เพื่อให้สารป้อนสามารถไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างต่อเนื่องจึงต้องเติมกากมันสำปะหลังลงไปในสารป้อนด้วย ตัวแปรที่ศึกษาได่แก่อุณหภูมิการปรับสภาพเบื้องต้น (120 และ 140 องศาเซลเซียส) และความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ให้กับมอเตอร์ของปั๊ม (5 และ 10 เฮิร์ต) ซึ่งสัมพันธ์กับอัตราการไหลของสารป้อน ตัวอย่างที่ผ่านการปรับสภาพทั้งหมดจะนำไปเปลี่ยนเป็นน้ำตาลด้วยเอนไซม์เซลลูเลส ผลการปรับสภาพเบื้องต้นในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่องพิจารณาจากปัจจัยที่ศึกษาแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดต่อประสิทธิภาพของการปรับสภาพเบื้องต้นสัดส่วนของเซลลูโลสในชีวมวลภายหลงัการปรับสภาพเพิ่มมากข้ึนเนื่องจากการ สลายตัวออกมาของเฮมิเซลลูโลสและแป้งระหว่างการปรับสภาพเบื้องต้น ตัวยับยั้งปริมาณเล็กน้อยที่พบในของเหลว ภายหลังการปรับสภาพไม่ส่งผลต่อกระบวนการย่อยด้วยเอนไซม์และการหมักเอทานอลร้อยละผลได้ของกลูโคสทั้งหมดมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อนำชีวมวลที่ผ่านการปรับสภาพที่อุณหภูมิสูงมาเปลี่ยนเป็นน้ำตาล การย่อยชีวมวลที่ผ่านการปรับสภาพที่อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียส และความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ป้อนให้มอเตอร์ของปั๊ม 10 เฮิร์ต ค่าร้อยละผลได้ของกลูโคสทั้งหมดสูงกว่าการย่อยฟางขา้วที่ไม่ผ่านการปรับสภาพและการย่อยชีวมวลผสมระหว่างฟางข้าวและกากมันสำปะหลังที่ไม่ผ่านการปรับสภาพประมาณ 2.5 และ 1.5 เท่าตามลำดับ