การผลิตแอลกอฮอล์จากลำไยอบแห้ง (Production...

Post on 23-Jan-2016

111 views 2 download

description

ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. การผลิตแอลกอฮอล์จากลำไยอบแห้ง (Production of Alcohol from Dried Longan). สุกัลยา ปาละกูล , สุภาพร ฟองดวง, นพพล เล็กสวัสดิ์. บทคัดย่อ. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of การผลิตแอลกอฮอล์จากลำไยอบแห้ง (Production...

ลำ��ไยเป็นผลำไม้ เศรษฐกิ�จที่��สำ��คั�ญของป็ระเที่ศไที่ย ซึ่!�งถื#อเป็นหน!�งในป็ระเที่ศผ& สำ'งออกิลำ��ไยอบแห งร�ยใหญ' อย'�งไรกิ*ต�ม้ป็,ญห�ลำ��ไยอบแห งที่��ไม้'ได้

ม้�ตรฐ�นที่��ให ถื&กิระง�บกิ�รสำ'งออกิแลำะลำ นตลำ�ด้เป็นสำ��งที่��ร�ฐบ�ลำกิ��ลำ�งว�งม้�ตรกิ�รแกิ ไข ซึ่!�งว�ธี�กิ�รกิ��จ�ด้โด้ยกิ�รเผ�ที่��ลำ�ยแลำะฝั,งเพื่#�อที่��ป็34ยหม้�กิน'�จะม้�ป็ระโยชน6น อยกิว'�กิ�รน��ม้�ผลำ�ตเอที่�นอลำที่��สำ�ม้�รถืน��ม้�ผสำม้กิ�บน�7�ม้�นเบนซึ่�นเพื่#�อผลำ�ตแกิ8สำโซึ่ฮอลำ จ�กิกิ�รที่ด้ลำองในขวด้ร&ป็ชม้พื่& 'เพื่#�อเป็ร�ยบเที่�ยบผลำกิระที่บของคัว�ม้เข ม้ข นของแข*งที่��ลำะลำ�ยได้ ในน�7�ลำ��ไยที่�� 5 10 15, , แลำะ 20

องศ�บร�กิซึ่6 ที่�ม้�ผลำต'อกิ�รผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6โด้ยใช ย�สำต6Saccharomyces cerevisiae พื่บว'�ที่�� 20 องศ�บร�กิซึ่6สำ�ม้�รถืผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6ได้ สำ&งสำ3ด้เที่'�กิ�บ

7.70% (v/v) แลำะเม้#�อเป็ร�ยบเที่�ยบกิ�รใช ย�สำต6ในร&ป็แบบต'�งๆ กิ�นในร&ป็ผง, ผงที่��ผ'�นกิ�รกิระต3 นด้ วยน�7�อ3 'นที่�� 30-40C แลำะห�วเช#7อย�สำต6เหลำวพื่บว'�กิ�รใช ห�วเช#7อย�สำต6จะผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6ได้ ระด้�บสำ&งสำ3ด้เที่'�กิ�บ 7.00% (v/v) กิ�รที่ด้ลำองเป็ร�ยบเที่�ยบแหลำ'งไนโตรเจนต'�งชน�ด้ได้ แกิ' น�7�ต ม้เน#7อ , ไข'ผงแลำะ สำ�รสำกิ�ด้จ�กิ

ย�สำต6 พื่บป็ร�ม้�ณไนโตรเจน 0.035, 7 แลำะ 10% (w/w) ต�ม้ลำ��ด้�บ อย'�งไรกิ*ต�ม้กิ�รใช ไข'ผงเป็นแหลำ'งไนโตรเจนในน�7�ลำ��ไยที่��ให ผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6ได้ ต���กิว'�

กิรณ�ไม้'ใสำ'แหลำ'งไนโตรเจนเพื่��ม้เต�ม้ไป็ 090 % (v/v) กิ�รที่ด้ลำองในถื�งป็ฏิ�กิรณ6ช�วภ�พื่แบบกิะขน�ด้ 5 ลำ�ตร ในช'วงอ3ณหภ&ม้� -2730C โด้ยกิ�รร�กิษ�กิ�รหม้3นของใบพื่�ด้ในถื�งไว ที่�� 300 rpm เป็นเวลำ� 12 ช��วโม้งเพื่#�อ

เพื่��ม้ม้วลำช�วภ�พื่ ต�ม้ด้ วยกิ�รกิระต3 นให เกิ�ด้กิ�รผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6โด้ยลำด้อ�ตร�กิ�รหม้3นลำงเหลำ#อ 100 rpm เป็นเวลำ� 68 ช��วโม้ง สำ�ม้�รถืผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6ได้ 420. % (v/v) กิ�รที่ด้ลำองข�7นต'อม้�ในระบบกิ!�งกิะโด้ยเต�ม้น�7�ลำ��ไย 15

องศ�บร�กิซึ่6ป็ร�ม้�ตร 400 ml ในช��วโม้งที่�� 80 เพื่#�อเพื่��ม้คัว�ม้เข ม้ข นของน�7�ต�ลำในถื�งป็ฏิ�กิรณ6ช�วภ�พื่ ที่��ให ระด้�บแอลำกิอฮอลำ6เพื่��ม้ข!7นถื!งระด้�บ 552. %

(v/v) ในช��งโม้งที่�� 112

กิ�รผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6จ�กิลำ��ไยอบแห งกิ�รผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6จ�กิลำ��ไยอบแห ง (Production of Alcohol from Dried Longan)(Production of Alcohol from Dried Longan)

สำ3กิ�ลำย� ป็�ลำะกิ&ลำ, สำ3ภ�พื่ร ฟองด้วง , นพื่พื่ลำ เลำ*กิสำว�สำด้�@บที่คั�ด้ย'อ

4. ว�จ�รณ6 & สำร3ป็ผลำกิ�รที่ด้ลำอง

5. เอกิสำ�รอ �งอ�ง

เพื่#�อแกิ ป็,ญห�กิ�รสำ&ญเป็ลำ'�ของลำ��ไยคั3ณภ�พื่ต���จ!งน��ม้�ผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6โด้ยใช เช#7อจ3ลำ�นที่ร�ย6 เน#�องจ�กิผลำ�ตผลำที่�งกิ�รเกิษตรหลำ�ยชน�ด้ที่��ม้�น�7�ต�ลำเป็นองคั6

ป็ระกิอบ เช'น กิ�กิน�7�ต�ลำจ�กิอ อย หร#อพื่#ชที่��ให คัว�ม้หว�นอ#�นๆ ม้�กิ�รน��ม้�ผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6โด้ยเฉพื่�ะลำ��ไยกิ*เป็นผลำไม้ ที่��ม้�รสำหว�น ในกิรณ�ลำ��ไยอบแห งจะม้�น�7�ต�ลำเป็น

องคั6ป็ระกิอบม้�กิถื!งร อยลำะ 7270. (กิรม้ว�ช�กิ�รเกิษตร 2548 ใช เป็นแหลำ'งอ�ห�รของเช#7อย�สำต6

Saccharomyces cerevisiae ที่��ผลำ�ตเอที่�นอลำได้ แลำะม้�คั3ณสำม้บ�ต�เจร�ญเต�บโตง'�ย เอที่�นอลำที่��ได้ สำ�ม้�รถืน��ไป็ใช ผสำม้กิ�บน�7�ม้�นเช#7อเพื่ลำ�ง (fuel alcohol) แต'

ต องผ'�นกิ�รที่��ให บร�สำ3ที่ธี�@ในระด้�บที่��สำ&งกิว'� 95% (v/v) เสำ�ยกิ'อน โด้ยแบ'งได้ 3 แบบ คั#อ ใช เอที่�นอลำ 95%(v/v) เป็นเช#7อเพื่ลำ�งโด้ยตรงที่ด้แที่นน�7�ม้�นเบนซึ่�น แลำะน�7�ม้�นด้�เซึ่ลำ , เอที่�นอลำ 99.5% (v/v) ผสำม้ในน�7�ม้�นเบนซึ่�นเป็นแกิ8สำโซึ่ฮอลำ ในอ�ตร�สำ'วนร อยลำะ 10 เพื่#�อ

ป็ร�บป็ร3งคั'�ออกิเที่น (octane) แลำะแบบที่��ใช เอที่�นอลำเป็นสำ�รเคัม้�เพื่��ม้คั'�ออกิเที่นแกิ'เคัร#�องยนต6 โด้ยเป็ลำ��ยนเอ

ที่�นอลำม้�เป็น ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether) เพื่#�อใช แที่น MTBE ที่��กิ'อให เกิ�ด้ม้ลำภ�วะใน

อ�กิ�ศสำ&ง

1. บที่น��

2. ว�ธี�กิ�รที่ด้ลำอง ในข�7นแรกิห�คัว�ม้สำ�ม้พื่�นธี6ระหว'�งคัว�ม้เข ม้ข นของแข*งที่�7งหม้ด้กิ�บระยะ

เวลำ�ในกิ�รแช'แลำะต ม้ลำ��ไยอบแห งในน�7� เพื่#�อกิ��หนด้ว�ธี�กิ�รเตร�ยม้น�7�ลำ��ไยที่��เหม้�ะสำม้ จ�กิน�7นเป็ร�ยบเที่�ยบระด้�บคัว�ม้เข ม้ข นของแอลำกิอฮอลำ6ที่��ผลำ�ตโด้ยย�สำต6 S. cerevisiae ที่��เจร�ญในน�7�ลำ��ไยคัว�ม้เข ม้ข นเร��ม้ต นต'�งๆ กิ�น โด้ยกิ�รเต�ม้

ย�สำต6ผงในอ�ตร�สำ'วน 0.1% (w/v) ลำงในน�7�ลำ��ไยเจ#อจ�งที่��ม้�คัว�ม้เข ม้ข นของแข*งที่�7งหม้ด้เที่'�กิ�บ 5, 10, 15 แลำะ 20 องศ�บร�กิซึ่6ที่��อย&'ในขวด้ร&ป็ชม้พื่&

เกิ*บต�วอย'�งต'อเน#�องเพื่#�อว�ด้คั'�ต�วแป็รต�ม้เป็นเวลำ� 5 ว�น จ�กิน�7นเป็ร�ยบเที่�ยบระด้�บคัว�ม้เข ม้ข นของแอลำกิอฮอลำ6ที่��ผลำ�ตได้ ด้ วย

ห�วเช#7อย�สำต6 S. cerevisiae แบบต'�งๆ แลำะในกิรณ�ที่��ใช ไข'ผงเป็นแหลำ'งไนโตรเจนเพื่��ม้เต�ม้ โด้ยใช น�7�ลำ��ไย 15 องศ�บร�กิซึ่6 ผสำม้กิ�บห�วเช#7อย�สำต6ผง 0.1 % (w/v) , ห�วเช#7อย�สำต6ผงที่��ผ'�นกิ�รกิระต3 นด้ วยน�7�ร อน 0.1 % (w/v) , ห�วเช#7อเหลำว 10 % (v/v) แลำะห�วเช#7อเหลำว 10 % (v/v) ที่��ใสำ'ไข'ผง10 g แลำ วว�ด้

คั'�ต�วแป็รต�ม้เที่�ยบกิ�บคั'�เร��ม้ต น โด้ยเกิ*บต�วอย'�งที่3กิ 6 ช��วโม้ง กิ�รผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6ด้ วยย�สำต6 S. cerevisiae ในถื�งป็ฏิ�กิรณ6

ช�วภ�พื่แบบกิะขน�ด้ 5 ลำ�ตร โด้ยใช น�7�ลำ��ไยที่��ม้�คัว�ม้เข ม้ข นของแข*งที่�7งหม้ด้ 15 องศ�บร�กิซึ่6 3200, ม้�ลำลำ�ลำ�ตร ผสำม้กิ�บห�วเช#7อย�สำต6เหลำว กิ��หนด้

คัว�ม้เร*วใบพื่�ด้เร��ม้ต นไว ที่�� 300 rpm เม้#�อคั'� pH ลำด้ลำงใกิลำ เคั�ยงกิ�บ 400. จ!งกิระต3 นกิ�รผลำ�ตแอลำกิอฮอลำ6โด้ยลำด้คัว�ม้เร*วใบพื่�ด้ลำงเที่'�กิ�บ

100 rpm สำ3'ม้ต�วอย'�งออกิจ�กิถื�งป็ฏิ�กิรณ6ช�วภ�พื่ที่3กิ 4 ช��วโม้ง แลำ วน��ไป็ว�เคัร�ะห6คั'�ต�วแป็รต�ม้ เม้#�อคัว�ม้เข ม้ข นของแข*งในน�7�ลำ��ไยไม้'เป็ลำ��ยนแป็ลำงแลำ วจ!งเป็ลำ��ยนระบบกิ�รหม้�กิแบบกิะเป็นแบบกิ!�งกิะ โด้ยเต�ม้น�7�ลำ��ไยป็ร�ม้�ตร 400

ม้�ลำลำ�ลำ�ตร ลำงในถื�งป็ฏิ�กิรณ6ช�วภ�พื่

3. ผลำกิ�รที่ด้ลำอง

0

5

10

1520

25

30

35

40

0 30 60 90 120 150 180 210 240

เวลำ�(น�ที่�)

คัว�ม้เข

ม้ข นข

องแข*งใ

นน�7�ลำ��

ไย (อ

งศ�บร

�กิซึ่6)

ผลำกิระที่บของกิ�รแช'แลำะต ม้ลำ��ไยอบแห งต'อจลำนพื่ลำศ�สำตร6ป็ร�ม้�ณของแข*งที่��ลำะลำ�ยได้ ในน�7�ที่��ใช สำกิ�ด้ อ�ตร�สำ'วนโด้ยม้วลำของลำ��ไยอบแห งต'อน�7�เป็น 3 : 10 ( )กิ�รแช' , ( ) กิ�รต ม้

0

2

4

6

8

10

12

5 10 15 20

คัว�ม้เข ม้ข นของแข*งในน�7�ลำ��ไย(องศ�บร�กิซึ่6)

แอลกอฮอล�%(v/v)

ความเข้�มข้�นข้องข้องแข้�งใน ที่��เหล�อ(องศาบริ�กซ์�)

มวลแห�งชี�วภาพ(กริ มต่"อล�ต่ริ)คัว�ม้เข ม้ข นของแข*งที่��เหลำ#ออย&'หลำ�งกิ�รหม้�กิ (องศ�บร�กิซึ่6 ) [แที่'งซึ่ �ยม้#อ] , คัว�ม้เข ม้ข น แอลำกิอฮอลำ6 %(v/v) [แที่'งกิลำ�ง] แลำะม้วลำช�วภ�พื่แห ง (กิร�ม้ต'อลำ�ตร ) [แที่'งขว�ม้#อ] ที่��น�7�ลำ��ไยเข ม้ข นเร��ม้ต น 5-20 องศ�บร�กิซึ่6

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

0 20 40 60 80 100 120 140 160

เวลำ�(ช��วโม้ง)

คัว�ม้เ

ข ม้ข น

ของแอ

ลำกิอฮ

อลำ6(%

v/v)

จลนพลศาสต่ริ�ส%าหริ บความเข้�มข้�นแอลกอฮอล� (% (v/v)) ก บเวลากหม กด้�วย S. cerevisiae ในน%(าล%าไยปริ�มาต่ริ 1ล�ต่ริที่��ม�ความเข้�มข้�นข้องแข้�ง 15

องศาบริ�กซ์� ที่��อ+ณหภ-ม�ห�อง (25-27 0C )ภายในเวลา 144 ชี �วโมงในข้วด้แก�วริ-ปชีมพ- "ข้นาด้ 2 ล�ต่ริ ที่��สภาวะ () ควบค+มที่��ไม"ม�การิเต่�มเชี�(อย�สต่�ในน%(าล%าไย, () ย�สต่�ในริ-ปข้องเหลว, () ย�สต่�เหลวและไข้"ผง, (▲) ย�สต่�ผงและ () ย�สต่�กริะต่+�นด้�วยน%(าอ+ "น

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

0 20 40 60 80 100 120 140

เวลำ�(ช��วโม้ง)

แบบกะ แบบก1�งกะ

การิผล�ต่แอลกอฮอล�โด้ยย�สต่� S. cerevisiae ในถั งปฏิ�กริณ�ชี�วภาพแบบกะและก1�งกะข้นาด้ 5 ล�ต่ริ () pH, ( ) ความเข้�มข้�นแอลกอฮอล�% (v/v), (▲) ความเข้�มข้�นข้องแข้�งที่��เหล�อ (องศาบริ�กซ์� ) และมวลแห�งชี�วภาพ (กริ มต่"อล�ต่ริ ) ( ) แบบกะริวมถั1ง ( ) แบบก1�งกะ

ภายหล งการิแชี"และต่�มได้� ค"าริ�อยละข้องส ด้ส"วนโด้ยมวลข้องน%(าล%าไยที่��สก ด้ได้�ข้องการิแชี"เที่"าก บ 36.9% และต่�มเที่"าก บ 25.0% การิต่�มใชี�พล งงานความริ�อนจากแก4สห+งต่�มจ1งม�ค"าใชี�จ"ายส-งกว"า แต่"ใชี�เวลาน�อยกว"าการิแชี" จากการิที่ด้ลองพบว"าความเข้�มข้�นข้องแข้�งในน%(าล%าไยที่�� 20 องศาบริ�กซ์� ผล�ต่แอลกอฮอล�ได้�มากที่��ส+ด้เที่"าก บ 7.770.41% (v/v) ริองลงมาที่��ความเข้�มข้�น 15, 10และ 5 องศาบริ�กซ์�เที่"าก บ 6.030.33% (v/v), 3.480.32% (v/v) และ 1.970.08% (v/v) ต่ามล%าด้ บ เม��อที่%าการิเปริ�ยบเที่�ยบค"า YP/S (ปริ�มาณการิผล�ต่แอลกอฮอล�ต่"อน%(าต่าลในน%(าล%าไยที่��ใชี�ไป , w/v ) พบว"าที่�� 15 องศาบริ�กซ์�ม�ค"าส-งส+ด้ที่�� 0.

84 และม�ค"า YX/S (น%(าหน กมวลแห�งชี�วภาพต่"อน%(าต่าลในน%(าล%าไยที่��ใชี�ไป , กริ มต่"อล�ต่ริต่"อองศาบริ�กซ์� ) ม�ค"าส-งส+ด้เชี"นเด้�ยวก นที่�� 045.การิใชี�ห วเชี�(อที่��เป5นย�สต่�เหลวสามาริถัผล�ต่แอลกอฮอล�ได้�มากที่��ส+ด้เที่"าก บ 7.00% (v/v) ริองลงมาค�อห วเชี�(อย�สต่�เหลวก บไข้"ผง, ย�สต่�ผงและ ย�สต่�กริะต่+�นด้�วยน%(าอ+ "นเที่"าก บ 6.10%, 5.99%และ 5.99% ต่ามล%าด้ บ จากการิที่ด้ลองในถั งปฏิ�กริณ�ชี�วภาพแบบกะข้นาด้ 5 ล�ต่ริพบว"าการิหม กแบบกะม�ปริ�มาณการิผล�ต่แอลกอฮอล�ส-งส+ด้เที่"าก บ 420. % (v/v) ส"วนแบบก1�งกะม�การิปริ บอ ต่ริาการิหม+นข้องใบพ ด้ที่�� 100 rpm พบว"าที่%าให�ริะด้ บแอลกอฮอล�เพ��มข้1(นถั1ง 5.52% (v/v) ในชี �วโมงที่�� 112 ม�ค"าอ ต่ริาการิการิเจริ�ญเต่�บโต่จ%าเพาะเที่"าก บ 013

h-1 ที่��อ ต่ริาการิหม+นข้องใบพ ด้ที่�� 300 rpm อ ต่ริาการิลด้ลงข้อง pH ม�ค"าเที่"าก บ -0.069 h-1 และอ ต่ริาการิลด้ลงความเข้�มข้�นข้องแข้�งน%(าล%าไยม�ค"าเที่"าก บ - 028.องศาบริ�กซ์� h-1 ค"า qS เที่"าก บ - 056 องศาบริ�กซ์� (g-1มวลแห�งชี�วภาพ ) l h-1 และ qP เที่"าก บ 032. % (v/v)(g-1 มวลแห�งชี�วภาพ ) l h-1

1. ก%าเน�ด้ ส+ภ ณวงษ์� 2532. . จ+ลชี�วอ+ต่สาหกริริม . ภาคว�ชีาชี�วว�ที่ยา คณะว�ที่ยาศาสต่ริ� มหาว�ที่ยาล ยเชี�ยงใหม" , เชี�ยงใหม".2. กริมส"งเสริ�มการิเกษ์ต่ริ กริะที่ริวงเกษ์ต่ริและสหกริณ� .

2548. ข้�อม-ลเก��ยวก บล%าไย: ค+ณค"าที่างอาหาริ. http://www.doae.go.th/prompt/lumyai/data.htm# (accessed 06/11/2005)3. นพพล เล�กสว สด้�9 . 254 8. แบบเสนอโคริงการิว�จ ยการิผล�ต่เอที่านอลจากล%าไยอบแห�ง . ภาคว�ชีาว�ศวกริริมอาหาริ คณะอ+ต่สาหกริริมเกษ์ต่ริ มหาว�ที่ยาล ยเชี�ยงใหม" , เชี�ยงใหม".4. พ�ชี�ต่ 2546. . เอที่านอล แหล"งพล งงานสะอาด้ข้องไที่ยในอนาคต่ http://www.manager.co.th/ (accessed 0511 2005)5. ศ�ริ�ล กษ์ณ� ส+นที่โริที่ก 2526. . การิศ1กษ์าสภาวะที่��เหมาะสมในการิผล�ต่แอลกอฮอล�โด้ย Saccharomyces sp. มหาว�ที่ยาล ยเชี�ยงใหม" , เชี�ยงใหม".

ภ�คัว�ช�ว�ศวกิรรม้อ�ห�ร คัณะอ3ตสำ�หกิรรม้เกิษตร ม้ห�ว�ที่ย�ลำ�ยเช�ยงใหม้'ภ�คัว�ช�ว�ศวกิรรม้อ�ห�ร คัณะอ3ตสำ�หกิรรม้เกิษตร ม้ห�ว�ที่ย�ลำ�ยเช�ยงใหม้'

กิ�รที่ด้ลำองในขวด้ร&ป็ชม้พื่& '

ถื�งป็ฏิ�กิรณ6ช�วภ�พื่

ลำ��ไยที่��ไม้'ได้ ม้�ตรฐ�น

3. ผลำกิ�รที่ด้ลำอง(ต'อ)