การเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้หัวเชื้อต้นทุนต่ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนจากชานอ้อย

บทคัดย่อ

การศึกษาครั้งนี้ใช้สถิติในการออกแบบการทดลองเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากไฮโดรไลเสทชานอ้อย โดยแบคทีเรียสายพันธุ์บริสุทธ์Klebsiellapneumoniaeที่คัดแยกได้เองจากตะกอนน้ำเสีย การออกแบบการทดลองแบบ Plackett-Burman design ที่ประกอบไปด้วย 12 สิ่งทดลอง ถูกนำมาใช้ในการจำแนกปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการผลิตไฮโดรเจนจากไฮโดรไลเสทชานอ้อย โดย K. pneumoniaeจากนั้นศึกษาปฏิกิริยาร่วมกันระหว่างปัจจัยและประสิทธิภาพสูงสุดของการผลิตไฮโดรเจนโดยใช้การออกแบบการทดลองการตอบสนองโครงร่างพื้นผิวแบบ Box-Behnken design ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทุกปัจจัย ได้แก่ สารสกัดจากยีสต์, แอมโมเนียมคลอไรด์, โพแทสเซียมคลอไรด์, แคลเซียมคลอไรด์เหล็ก (II) ซัลเฟต และน้ำตาลทั้งหมด มีผลการพึ่งพาซึ่งกันและกัน ในขณะที่ ปฏิกิริยาร่วมกันระหว่างสารสกัดจากยีสต์และแคลเซียมคลอไรด์ มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P? 0.05) สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฮโดรเจนสูงสุด คือ สารสกัดจากยีสต์ 7.50 กรัม/ลิตร แอมโมเนียมคลอไรด์ 0.75 กรัม/ลิตร โพแทสเซียมคลอไรด์ 10.0 กรัม/ลิตร แคลเซียมคลอไรด์ 0.75 กรัม/ลิตร และ น้ำตาลทั้งหมด 10.0 กรัม/ลิตร ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมการผลิตไฮโดรเจนสูงสุด เท่ากับ 310 มิลลิลิตรไฮโดรเจน/ลิตร จากการออกแบบการทดลองการตอบสนองโครงร่างพื้นผิวแบบ Box-Behnken design ประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนมีค่าสูงกว่า 10 เท่า เมื่อเทียบกับการออกแบบการทดลองแบบ Plackett-Burman design เพียงขั้นตอนเดียว อัตราส่วนระหว่างกรดบิวทีริคต่อกรดอะซิติกแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของกระบวนการหมักไฮโดรเจนภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่ได้จากการทดลองนอกจากนี้การออกแบบการทดลองนี้สามารถลดขั้นตอนในการเตรียมวัตถุดิบตั้งต้นให้ปราศจากเชื้อจุลินทรีย์ที่ปนมาด้วย ถือเป็นการลดต้นทุนในการผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อตั้งต้นสายพันธุ์บริสุทธิ์ที่โดยทั่วไปต้องมีต้นทุนในด้านการเตรียมวัตถุดิบให้ปราศจากเชื้อ แสดงให้เห็นว่าวิธีการดังกล่าวสามารถนำมาลดต้นทุนในผลิตไฮโดรเจนจากชานอ้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพ คำสำคัญ หัวเชื้อต้นทุนต่ำ, ไฮโดรเจน, ชานอ้อย

คำสำคัญ