การแยกเซลลูเลสและน้ำตาลรีดิวซ์จากสารละลายไฮโดรไลเซท ของหญ้าเนเปียร์ด้วยกระบวนการเมมเบรน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาการแยกเซลลูเลสด้วยการกรองระดับอัลตราฟิลเตรชัน (UF) และการกักกันน้ำตาลรีดิวซ์ด้วยการกรองระดับนาโนฟิลเตรชัน (NF) จากสารละลายไฮโดรไลเซทของหญ้าเนเปียร์ การทดลองประกอบด้วยเมมเบรน 5 ชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลตัดการกรอง (MWCO) ต่างกันดังนี้ การกรองระดับ UF (PES500, PES100, PES10) และการกรองระดับ NF (NP010, NP030) กระบวน การอัลตราฟิลเตรชันทำการกรองแบบไหลขวางที่อัตราการไหล 3 ค่า (30, 50 และ 75 ml/min) โดยสารละลายเพอร์มิเอตของ UF ถูกป้อนเข้าสู่การกรองนาโนฟิลเตรชันแบบปิดตายที่ความดันคร่อม เมมเบรน (TMP) 4 ค่า (10, 15, 20 และ 25 bar) ผลการทดลองพบว่า ฟลักซ์เพอร์มิเอตสัมพันธ์กับอัตราการไหลและ TMP อย่างมีนัยสำคัญ เมมเบรน PES100 อัตราการไหล 75 ml/min ให้ค่าฟลักซ์เพอร์มิเอตสูงสุดของการกรอง UF สำหรับค่าการกักกันเซลลูเลส น้ำตาล และเอทานอลของการกรองระดับ UF และ NF สัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับค่า MWCO กลไกฟาล์วลิ่งแบบเค้กบนฐานแบบจำลองเฮอร์เมียร์ให้ค่า R2 สูงสุด สำหรับฟาล์วลิ่งแบบผันกลับไม่ได้ (IF) พบว่าเมมเบรน PES100 ให้ค่า IF ต่ำที่สุด (14.3%) ณ อัตราการไหลต่ำ (30 ml/min) ซึ่งสัมพันธ์กับค่าฟลักซ์เพอร์มิเอต นอกจากนี้เมื่ออัตราการไหลสูงขึ้น ค่า IF สัมพันธ์กับขนาดรูพรุนและ TMP
Article Details
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารแนวหน้าวิจัยนวัตกรรมทางวิศวกรรม ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารฯ เท่านั้น ไม่อนุญาติให้บุคคลหรือหน่วยงานใดคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่เพื่อกระทำการใด ๆ ที่ไม่ถูกต้องตามหลักจริยธรรม
References
Gnansounou E, Dauriat A. Techno-economic analysis of lignocellulosic ethanol: review. Bioresource Technology. 2010;101:4980-4991.
Gomes DG, Serna LS, Cardona AC,Gama M, Domingues L. Insights into the economic viability of cellulases recycling on bioethanol production from recycled paper sludge. Bioresource Technology.2018;267:347-355.
Qi B, Chen X, Su Y, Wan Y. Enzyme adsorption and recycling during hydrolysis of wheat straw lignocellulose. Bioresource Technology. 2011;102: 2881-2889.
Khoshnevisan K, Vakhshiteh F, Barkhi M, Baharifare H, Poor AE, Zari N, Stamatis H, Bordbar AK. Immobilization of cellulase enzyme onto magnetic nanoparticles: Applications and recent advances. Molecular Catalysis. 2017;442: 66-73.
Chen G, Song W, Qi B, Lu J, Wan Y. Recycling cellulase from enzymatic hydrolyzate of acid treated wheat straw by electroultrafiltration.Bioresource Technology. 2013;144: 186-193.
Qi B, Luo J, Chen G, Chen X, Wan Y. Application of ultrafiltration and nanofiltration for recycling cellulase and concentrating glucose from enzymatic hydrolyzate of steam exploded wheat straw. Bioresoure Technology. 2012;104:466-472.
Charcosset C. Membrane process in biotechnology: An overview. Biotechnology Advances. 2006;24:482- 492.
Saxena A, Tripathi BP, Kumar M, Shahi VK. Membrane based techniques for the separation and purification of proteins: An overview. Advances in Colloid and Interface Science. 2009;145:1-22.
Strathmann H. Membrane process in biotechnology. Trend in Biotechnology. 1985;3(5):112-118.
Jutakanoke R, Leepipatpiboon N, Tolieng V, Kitpreechavanich V,Srinorakutara T, Akaracharanya A. Sugarcane leaves: pretreatment and ethanol fermentation by saccharomyces cerevisiae. Biomass and Bioenergy. 2012;39:283-289.
Yang S, Ding W, Chen H. Enzymatic hydrolysis of corn stalk in a hollow fiber ultrafiltration membrane reactor. Biomass and Bioenergy. 2009;33: 332-336.
Goulas AK, Kapasakalidis PG, Sinclair HR, Rastall RA, Grandison AS. Purification of oligosaccharides by nanofiltration. Journal of Membrane Science. 2002;209(1):321-335.
Qi B, Luo J, Chen X, Hang X, Wan Y. Separation of furfural from monosaccharides by nanofiltration. Bioresource Technology. 2011;102 (14):7111-7118.
Nurul I, Amin HM, Mohammad AW, Markom M, Peng LC, Hilal N. Analysis of deposition mechanism during ultrafiltration of glycerin-rich solutions. Desalination. 2010; 261:313-320.
Kanani DM, Sun X, Ghosh R. Reversible and irreversible membrane fouling during in-line microfiltration of concentrated protein solutions. Journal of Membrane Science. 2008;315:1-10.
Phitsuwan P, Sakka K, Ratanakhanokchai K. Structural changes and enzymatic response of Napier grass (Pennisetum purpureum) stem induced by alkaline pretreatment. Bioresource Technology. 2016;218: 247-256.
Nguyen N, Fargues C, Guiga W, Lameloise ML. Assessing nanofiltration and reverse osmosis for the detoxification of lignocellulosic hydrolysates. Journal of Membrane Science. 2015;487:40-50.
Jacques H. Constant pressure blocking filtration laws. Application to power-law non Newtonian fluid. Trans. Inst. Chem. Eng. Lond. 1982;60:183–187.
Alcaina CC, Blanco SÁ, Bes-Piá MA, Mendoza-Roca JA, Pastor-Alcañiz L. Ultrafiltration of residual fermentation brines from the production of table olives at different operating conditions. Journal of Cleaner Production. 2018;189: 662- 672.
Carbonell-Alcaina C, Corbatón-Báguena MJ, Álvarez-Blanco S, Bes-Piá MA, Mendoza-RocaJA, Pastor-Alcañiz L. Determination of fouling mechanisms in polymeric ultrafiltration membranes using residual brines from table olive storage wastewaters as feed. Journal of Food Engineering. 2016;187:14-23.
Vikbjerg AF, Jonsson G, Mu H, Xu X. Application of ultrafiltration membranes for purification of structured phosphorlipids produced by lipasecatalyzed acidolysis. Separation and Purification Technology. 2006;50: 184-191.
Asif MB, Hai FI, Dhar BR, Ngo HH, Guo W, Jegatheesan V, Price WE, Nghiem LD, Yamamoto K. Impact of simultaneous retention of micro pollutants and laccase on micro pollutant degradation in enzymatic membrane bioreactor. Bioresource Technology. 2018;267:473-480.
Guo S, Luo J, Wu Y, Qi B, Chen X, Wan Y. Decoloration of sugarcane molasses by tight ultrafiltration: Filtration behavior and fouling control. Separation and Purification Technology. 2018;204:66-74.
Kumar SM, Roy S. Filtration characteristics in dead-end microfiltration of living Saccharomyces cerevisiae cells by alumina membranes. Desalination. 2008;229:348–361.