การขยายขนาดกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลสู่ระดับ 500 ลิตรจากกากน้ำตาล และการทำบริสุทธิ์จากน้ำหมักจริงเพื่อศักยภาพการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้ศึกษาการขยายขนาดกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออล (2,3-Butanediol) จากกากน้ำตาล โดยใช้เชื้อแบคทีเรีย Klebsiella oxytoca KMS006 ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีศักยภาพในการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก งานวิจัยนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมชีวภาพอย่างยั่งยืน เนื่องจากสามารถนำของเสียทางการเกษตรอย่างกากน้ำตาลมาใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดปัญหาการกำจัดขยะ และสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับผลิตภัณฑ์เกษตรกรรม
ขั้นตอนการวิจัยเริ่มจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของกากน้ำตาล เพื่อปรับสูตรอาหารเลี้ยงเชื้อให้เหมาะสม จากนั้นทำการขยายขนาดการผลิตจากถังปฏิกรณ์ขนาด 30 ลิตร (น้ำหมัก 15 ลิตร) ไปสู่ระดับ 500 ลิตร (น้ำหมัก 250 ลิตร) โดยศึกษาหาสภาวะการหมักที่เหมาะสมที่สุด ทั้งในแง่ของความเร็วในการกวน อัตราการให้อากาศ เพื่อให้ได้ผลผลิต 2,3-บิวเทนไดออลสูงสุด ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการขยายขนาดจากถัง 50 ลิตร (น้ำหมัก 30 ลิตร) ไปยัง 500 ลิตร (น้ำหมัก 250 ลิตร) ยังคงให้ผลผลิตที่น่าพอใจ โดยลดลงไม่เกิน 20% จากประสิทธิภาพในระดับห้องปฏิบัติการ แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับขนาดกระบวนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ งานวิจัยยังคำนวณต้นทุนการผลิตเบื้องต้น พบว่าต้นทุนส่วนใหญ่มาจากวัตถุดิบ (กากน้ำตาล) ซึ่งคิดเป็นเกือบ 96.1% ของต้นทุนอาหารเลี้ยงเชื้อ แสดงให้เห็นความสำคัญของการจัดหาแหล่งวัตถุดิบที่มีราคาถูกและมีคุณภาพ การลดต้นทุนในส่วนนี้จะเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้กระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ โดยการประเมินต้นทุนรวมทั้งกระบวนการหมักและกระบวนการแยกและทำให้บริสุทธิ์ คาดการณ์ว่าต้นทุนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลจะอยู่ที่ประมาณ 119.04-129.86 บาทต่อกิโลกรัม
อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ยังคงมีข้อจำกัดบางประการ เช่น การศึกษาต้นทุนการผลิตยังอยู่ในเบื้องต้น อาจจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมอย่างละเอียดครอบคลุมทุกด้าน รวมถึงการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจในเชิงลึก การศึกษาความเสถียรของกระบวนการผลิตในระยะยาว และการพัฒนาเทคนิคการแยกและทำบริสุทธิ์ 2,3-บิวเทนไดออล เพื่อลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ การศึกษาเพิ่มเติมเหล่านี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากในการนำผลงานวิจัยนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ และส่งเสริมการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือกอย่างยั่งยืน
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมชีวภาพ โดยเฉพาะอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ การนำของเสียทางการเกษตรมาใช้ประโยชน์ และอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ เนื่องจากงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออล ซึ่งเป็นสารที่มีศักยภาพในการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก จากกากน้ำตาล ซึ่งเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมน้ำตาล การนำงานวิจัยนี้ไปใช้ประโยชน์จะช่วยลดต้นทุนการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ เพิ่มมูลค่าให้กับของเสียทางการเกษตร และส่งเสริมความยั่งยืนของอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้ 2,3-บิวเทนไดออล เช่น อุตสาหกรรมเคมี และอุตสาหกรรมพลาสติกได้อีกด้วย
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับนักวิทยาศาสตร์ วิศวกรเคมี นักวิจัยด้านชีวเทคโนโลยี และผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมชีวภาพ เนื่องจากงานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการออกแบบ การทดลอง การวิเคราะห์ข้อมูล และการจัดการกระบวนการผลิตในระดับอุตสาหกรรม นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยสามารถนำความรู้จากงานวิจัยนี้ไปพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการผลิตให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น วิศวกรเคมีสามารถนำความรู้ไปออกแบบและควบคุมกระบวนการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ส่วนผู้ประกอบการสามารถนำงานวิจัยนี้ไปใช้ในการวางแผนและลงทุนในธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและผลิตภัณฑ์เคมีชีวภาพได้
| รหัสโครงการ : | 173454 |
| หัวหน้าโครงการ : | รศ.ดร. เขมวิทย์ จันต๊ะมา |
| ปีงบประมาณ : | 2565 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านเกษตรศาสตร์ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | วิเคราะห์องค์ประกอบน้ำตาล และธาตุ ของกากน้ำตาล เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการปรับสูตรอาหารเลี้ยงเชื้อในการขยายขนาด ปรับหาสภาวะที่เหมาะสมที่สุดของการผลิต (fine-tuning adjustment) ของ 2,3-บิวเทนไดออล ด้วยเชื้อ K. oxytoca KMS006 ในระดับถังปฏิกรณ์ขนาด 30 ลิตร ที่มีน้ำหมัก 15 ลิตร ภายใต้กระบวนการหมักแบบกะ ปรับหาสภาวะที่เหมาะสมที่สุดของการผลิตของ 2,3-บิวเทนไดออล ด้วยเชื้อ K. oxytoca KMS006 ในระดับถังปฏิกรณ์ขนาด 500 ลิตร ที่มีน้ำหมัก 250 ลิตร ภายใต้กระบวนการหมักแบบกะ วิเคราะห์ต้นทุนการผลิตของ 2,3-บิวเทนไดออล เบื้องต้นโดยใช้ข้อมูลการจากการขยายขนาดการผลิตในถัง 500 ลิตร |
รศ.ดร. เขมวิทย์ จันต๊ะมา. (2565). การขยายขนาดกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลสู่ระดับ 500 ลิตรจากกากน้ำตาล และการทำบริสุทธิ์จากน้ำหมักจริงเพื่อศักยภาพการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. นครราชสีมา, อุบลราชธานี.
รศ.ดร. เขมวิทย์ จันต๊ะมา. 2565. "การขยายขนาดกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลสู่ระดับ 500 ลิตรจากกากน้ำตาล และการทำบริสุทธิ์จากน้ำหมักจริงเพื่อศักยภาพการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. นครราชสีมา, อุบลราชธานี.
รศ.ดร. เขมวิทย์ จันต๊ะมา. "การขยายขนาดกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลสู่ระดับ 500 ลิตรจากกากน้ำตาล และการทำบริสุทธิ์จากน้ำหมักจริงเพื่อศักยภาพการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี, 2565. นครราชสีมา, อุบลราชธานี.
รศ.ดร. เขมวิทย์ จันต๊ะมา. การขยายขนาดกระบวนการผลิต 2,3-บิวเทนไดออลสู่ระดับ 500 ลิตรจากกากน้ำตาล และการทำบริสุทธิ์จากน้ำหมักจริงเพื่อศักยภาพการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือก. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี; 2565. นครราชสีมา, อุบลราชธานี.