การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตบิวทานอลจากกากน้ำตาลอ้อยโดยใช้เทคนิคการควบคุมพีเอชร่วมกับระบบแก๊สสตริปปิง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาชนิดของหัวพ่นแก๊สและอัตราการไหลของแก๊สในระบบแก๊สสตริปปิ้งต่อการหมักบิวทานอลแบบกะจากกากน้ำตาลอ้อยโดย Clostridium beijerinckii TISTR 1461 ทดลองโดยทำการต่อระบบแก๊สสตริปปิ้งเข้ากับถังหมักขนาด 2 ลิตร โดยเริ่มสตริปแก๊สที่เวลา 24 ชั่วโมงของการหมัก หมักที่พีเอชเริ่มต้น 6.5 ควบคุมอุณหภูมิการหมักที่ 37 องศาเซลเซียส ภายใต้สภาวะไร้อากาศ หัวพ่นแก๊สที่ใช้มี 3 ชนิดคือ แบบรูพรุน แบบวงแหวน และแบบนอสเซิล แปรผันอัตราการไหลของแก๊สในระบบแก๊สสตริปปิ้งที่ 0.5, 1.0 และ 1.5 ลิตรต่อนาที และใช้ค่า gas-hold up เพื่อคำนวณการถ่ายโอนมวลระหว่างของเหลวและแก๊สในระบบแก๊สสตริปปิ้งของการหมักบิวทานอล ผลการทดลองพบว่าได้ความเข้มข้นบิวทานอลสะสมสูงสุด (15.33 กรัมต่อลิตร) และอัตราผลผลิตบิวทานอลสูงสุด (0.21 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง) เมื่อใช้หัวพ่นแบบวงแหวนที่อัตราการไหลของแก๊ส 1.0 ลิตรต่อนาที ที่สภาวะดังกล่าวนี้ได้ค่า gas-hold up (0.010) สูงสุด ในขณะที่ได้ความเข้มข้นบิวทานอลสะสมต่ำสุด (13.17 กรัมต่อลิตร) และอัตราผลผลิตบิวทานอลต่ำสุด (0.18 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง) เมื่อใช้หัวพ่นแบบนอสเซิล และที่สภาวะนี้ได้ค่า gas-hold up (0.003) ต่ำสุด ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นว่าค่า gas-hold up ยิ่งสูง จะยิ่งมีการถ่ายโอนมวลระหว่างของเหลวและแก๊สได้ดี การหมักที่มีระบบแก๊สสตริปปิ้งนี้สามารถเพิ่มความเข้มข้นของบิวทานอลได้ประมาณ 26 เปอร์เซนต์ เมื่อเทียบกับระบบที่ไม่มีแก๊สสตริปปิ้ง คำสำคัญ: การหมักอะซิโตน-บิวทานอล-เอทานอล (ABE); Clostridium beijerinckii; แก๊สสตริปปิ้ง; gas-hold up; กากน้ำตาลอ้อย

คำสำคัญ