งานทดลองกระบวนการหมักใช้ Clostridium beijerinckii TISTR 1461 ตรึงบนชิ้นก้านบัวเพื่อผลิตอะซีโตน-บิวทานอล-เอทานอลจากกากน้ำตาลอ้อย การเติมบัฟเฟอร์แอมโมเนียมอะซีเตตและการผสาน fed-batch กับ gas stripping ให้ผลดีที่สุด โดยได้บิวทานอลรวม 23.04 กรัม/ลิตร และผลิตภาพ 0.64 กรัม/ลิตร/ชั่วโมง
ข้อค้นพบสำคัญ
- เกลือ ZnSO4, MnSO4 หรือ FeSO4 ที่ 0.01 กรัม/ลิตรลดผลการผลิต ขณะที่แอมโมเนียมอะซีเตต 2.2 กรัม/ลิตรเพิ่มความเข้มข้นและผลิตภาพ 8-11% ใน batch น้ำตาลเริ่มต้น 80 กรัม/ลิตรให้บิวทานอล 19.65 กรัม/ลิตรและผลิตภาพ 0.55 กรัม/ลิตร/ชั่วโมง การเพิ่ม gas stripping ใน batch ให้ 22.26 กรัม/ลิตรและ 0.61 กรัม/ลิตร/ชั่วโมง ส่วน fed-batch ร่วม gas stripping ให้บิวทานอล 23.04 กรัม/ลิตร ABE 35.91 กรัม/ลิตร ผลได้ 0.30 กรัม/กรัม และผลิตภาพ 0.64 กรัม/ลิตร/ชั่วโมง สูงกว่าระบบ fed-batch ที่ไม่กู้คืนราว 14-15%
ทำไมจึงมีความสำคัญระดับโลก
บิวทานอลชีวภาพเป็นทั้งเชื้อเพลิงและสารตั้งต้นอุตสาหกรรม การใช้กากน้ำตาลและก้านบัวเพิ่มมูลค่าวัสดุเกษตรและอาจลดต้นทุนวัตถุดิบ งานนี้จึงเชื่อมเศรษฐกิจชีวภาพกับการยกระดับกระบวนการหมัก แต่ผลกระทบจริงขึ้นกับพลังงานของ gas stripping การหมุนเวียนตัวตรึง และประสิทธิภาพระดับโรงงาน
บทบาทของนักวิจัยไทย
ทีมจากศูนย์อนามัยที่ 8 อุดรธานีและมหาวิทยาลัยขอนแก่นใช้สายพันธุ์ TISTR และวัตถุดิบเกษตรที่เกี่ยวข้องกับบริบทไทยเพื่อพัฒนากระบวนการผลิตชีวภาพแบบครบทั้งการหมักและการกู้คืนผลิตภัณฑ์
ข้อจำกัดที่ควรรู้
เป็นผลระดับห้องปฏิบัติการและไม่มีการเทียบต้นทุนตลอดกระบวนการ อายุการใช้ซ้ำของก้านบัว ความเสถียรระยะยาว ความเสี่ยงการปนเปื้อน สมดุลพลังงาน และการประเมินวัฏจักรชีวิตยังไม่ชัด การเพิ่มความเข้มข้นไม่เท่ากับความคุ้มค่าเชิงพาณิชย์
ตรวจสอบแหล่งต้นทาง
EnergiesEnergies↗DOI: 10.3390/en19133185