การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อย

ผู้แต่ง

  • ปวรัตน์ วงษ์สวรรค์ ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
  • รศ.จิรพัฒน์ เงาประเสริฐวงศ์ ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

คำสำคัญ:

วิธีการออกแบบการทดลองแบบพื้นผิวตอบ, การออกแบบการทดลองแบบบ็อกซ์-เบห์นเคน, การหมักแบบกึ่งกะ, กากน้ำตาลจากอ้อย

บทคัดย่อ

วิจัยฉบับนี้ได้ทำการศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อยแบบกึ่งกะ (Fed-Batch Fermentation) ที่มีการเติมสารละลายกากน้ำตาลเข้าไป 2 ขั้นตอน ด้วยเชื้อจุลินทรีย์ Saccharomyces cerevisiae เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อย โดยอาศัยเทคนิคการออกแบบการทดลอง (Design of Experiment) เนื่องจากในกระบวนการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อยเพื่อผลิตสุราขาวในระดับอุตสาหกรรมต้องการผลิตน้ำส่าให้ได้แอลกอฮอล์ที่มีปริมาณความเข้มข้นสูง ใช้วัตถุดิบอย่างคุ้มค่า และคำนึงถึงกลิ่นรสเป็นสำคัญ โดยปัจจุบันโรงงานกรณีศึกษาได้รับวัตถุดิบกากน้ำตาลมีความเข้มข้นอยู่ในช่วง 48 - 53 %w/w จากหลายแหล่งที่มา ซึ่งมีองค์ประกอบภายในต่างกัน หมักที่ความเข้มข้นของน้ำตาลเฉลี่ย 20.99 %w/v และมีประสิทธิภาพการหมักเฉลี่ย 79.96 % จากการศึกษาก่อนหน้าร่วมกับการใช้หลักการแผนภูมิก้างปลา (Fish bone diagram) และหลักการ 4M1E มาช่วยในการวิเคราะห์หาสาเหตุของปัญหาที่มีผลต่อประสิทธิภาพการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อยโดยผู้ที่มีประสบการณ์เชี่ยวชาญด้านการหมักส่ากากน้ำตาล พบว่าปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อยมี 3 ปัจจัย ได้แก่ องค์ประกอบภายในกากน้ำตาล (Total Reducing Sugar (%w/w)) ความเข้มข้นน้ำตาลที่ใช้หมัก (%w/v) และอุณหภูมิภายในถังหมัก (°C) เมื่อนำมาออกแบบการทดลองด้วยวิธีการออกแบบการทดลองแบบพื้นผิวตอบ (Response Surface Design) แบบบ็อกซ์-เบห์นเคน (Box-Behnken Design) เพื่อหาค่าสภาวะที่เหมาะสมของปัจจัยทั้ง 3 ปัจจัย ที่ส่งผลทำให้ประสิทธิภาพการหมักส่ากากน้ำตาลจากอ้อยเพิ่มสูงขึ้น พบว่า องค์ประกอบภายในกากน้ำตาลที่ 50 %w/w ความเข้มข้นน้ำตาลที่ใช้หมัก 16 %w/v และอุณหภูมิภายในถังหมัก 33 °C ส่งผลทำให้ค่าเฉลี่ยประสิทธิภาพการหมักกากน้ำตาลจากอ้อยเพิ่มขึ้นมีค่าเท่ากับ 85.74 %

Author Biographies

ปวรัตน์ วงษ์สวรรค์, ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

นางสาวปวรัตน์ วงษ์สวรรค์ รหัสนิสิต 6170940121

ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

รศ.จิรพัฒน์ เงาประเสริฐวงศ์, ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ถนนพญาไท เขตปทุมวัน กรุงเทพมหานคร 10330

References

เอทานอล.สมาคมการค้าผู้ผลิตเอทานอลไทย,2556. [ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา:http://www.thai-ethanol.com/th/2013-04-06-13-53-49/what-is-ethanol.html

การผลิตแอลกอฮอล์. องค์การสุรากรมสรรพสามิต,2560. [ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา: http://www.liquor.or.th/aic/detail/การผลิตแอลกอฮอล์

ประกาศกรมสรรพสามิต เรื่อง หลักเกณฑ์ วิธีการและเงื่อนไขในการผลิตสุราและการนำสุราออกจากโรงอุตสาหกรรมเพื่อตรวจวิเคราะห์ในขั้นตอนการผลิต. องค์การสุรากรมสรรพสามิต, 2560.[ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา: http://www.liquor.or.th/assets/images/Law/หลักเกณฑ์20วิธีการและเงื่อนไขในการผลิตสุราและการนำสุราออกจากโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อ.pdf

สาวิตรี ลิ่มทอง. ยีสต์: ความหลากหลายและเทคโนโลยีชีวภาพ.กรุงเทพมหานคร: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2549.

Walker, G.M., Abbas, C., Ingledew, W.M. and Pilgrim, C. The Alcohol Textbook. 6th edition, Lallem and Biofuels & Distilled Spirits, Duluth, 2017.

ปารเมศ ชุติมา.การออกแบบการทดลองทางวิศวกรรม.กรุงเทพมหานคร: สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2545.

Montgomery, D.C. Design and Analysis of Experiments. 8th edition, John Wiley & Sons, New York, 2003.

กนกวรรณแก้วแกมเสือ.การศึกษาแนวทางในการเพิ่มประสิทธิภาพการหมักกากน้ำตาลในโรงงานบริษัท แสงโสม จำกัด จ.กาญจนบุรี.มหาวิทยาลัยศิลปากรจังหวัดนครปฐม,2547; 73.

Latimer, G.W., Jr. Official Methods of Analysis of AOAC International. 20th edition, AOAC International, Maryland, 2016.

Jacques, K.A., Lyons, T.P. and Kelsall, D.R. The Alcohol Textbook. 4th edition, Nottingham University Press, Nottingham, 2003.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2021-04-30