การหาสภาวะที่เหมาะสมในการไฮโดรไลซิสซังข้าวโพดด้วยน้ำกึ่งสภาวะวิกฤติเพื่อผลิตน้ำตาลรีดิวซ์สำหรับเป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอเอทานอล
Main Article Content
บทคัดย่อ
ซังข้าวโพดเป็นหนึ่งในเศษวัสดุเหลือทิ้งการเกษตรของประเทศไทย ซึ่งจัดเป็นวัสดุลิกโนเซลลูโลสที่สามารถถูกย่อยสลายให้เป็นน้ำตาลรีดิวซ์เพื่อใช้สำหรับเป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอเอทานอล วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ การหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตน้ำตาลรีดิวซ์จากซังข้าวโพดด้วยน้ำกึ่งสภาวะวิกฤติ โดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนองกับการทดลองแบบ Box-Behnken ซึ่งมีปัจจัยที่ศึกษาได้แก่ อุณหภูมิ (170-210 oซ) เวลา (30-90 นาที) และอัตราส่วนของวัตถุดิบซังข้าวโพดต่อน้ำ (1:10-1:30) ผลการวิเคราะห์พื้นผิวตอบสนองพบว่าปัจจัยการไฮโดรไลซิส ได้แก่ อุณหภูมิ เวลา และอัตราส่วนของวัตถุดิบต่อน้ำมีอิทธิพลต่อปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์อย่างมีนัยสำคัญ (P<0.05) และสภาวะที่เหมาะสมในการไฮโดรไลซิสซังข้าวโพดด้วยน้ำกึ่งสภาวะวิกฤติซึ่งให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์สูงสุด 32.54 % กรัมต่อกรัมวัตถุดิบแห้ง คือ ที่อุณหภูมิ 193 oซ เวลา 44 นาที และอัตราส่วนของวัตถุดิบซังข้าวโพดต่อน้ำเป็น 1:30 มากกว่านั้น พบว่าการไฮโดรไลซิสด้วยน้ำกึ่งสภาวะวิกฤติให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์มากกว่าการไฮโดรไลซิสด้วยกรด ที่ เวลา 60 นาที เป็น 1.4 เท่า
Article Details
References
2. J.S. Van Dyk and B.I. Pletschke, A review of lignocellulose bioconversion using enzymatic hydrolysis and synergistic cooperation between enzyme-Factors affecting enzyme, conversion and synergy, Biotechnology Advances, vol. 30, pp. 1458-1480, 2012.
3. Office of Agricultural Economics. (2018, May. 9). “Agricultural Productivity” [Online]. Available: https://oae.go.th
4. R.L. Howard, E. Abotsi, E.L. Jansen Van Rensburg and S. Howard, Lignocellulose biotechnology: issue of bioconversion and enzyme production, African Journal of Biotechnology, vol. 2, no. 12, pp. 602-619, 2003.
5. C. Niwaswong and C. Ruangviriyachai, Production of Cellulosic Ethanol in Thailand, KKU Science Journal, vol. 40, no. 4, pp. 1073-1088, 2012 (in Thai).
6. N. Klaichom, P. Srinophakun and A. Thanapimmetha, Reducing Sugar Production from Sweet Sorghum Bagasse by Acid Hydrolysis, Kasetsart Engineering Journal, vol. 24, no. 75, pp. 91-102, 2011 (in Thai).
7. S. Chongkhong and C. Tongurai, Optimization of glucose production from corncob by microwave-assisted alkali pretreatment and acid hydrolysis, Songklanakarin Journal of Science and Technology, vol. 40, no. 3, pp. 555-562, 2018.
8. J.M. Prado, L.P. Daniel, T. Forster-Carneiro and M.A. Rostagno, Sub-and supercritical water hydrolysis of agricultural and food industry residues for the production of fermentable sugars: A review, Food and Bioproducts Processing, vol 98, pp. 95-123, 2016.
9. L. Richen, J. Cheng, L. Ding, W. Song, F. Qi, J. Zhou, K. Cen, Subcritical water hydrolysis of rice straw for reducing sugar production with focus on degradation by-products and kinetic analysis, Bioresource Technology, vol. 186, pp. 8-14, 2015.
10. A. Shitu, S. Izhar and T.M. Tahir, Subcritical water as a green solvent for production of valuable materials from agricultural waste biomass: A review of recent, Global Journal Environment Science Management, vol. 1, no. 3, pp. 255-264, 2015.
11. S. Sunphorka, W. Chavasiri, Y. Oshima, S. Ngamprasertsith. Protein and sugar extraction from rice bran and de-oiled bran using subcritical water in a semi-continuous reactor: Optimization by response surface methodology, International Journal of Food Engineering, vol. 8, no. 3, 2012.
12. W. Abdelmoez, A.M. Nage, A. Bastawess, A. Ihab and H. Yoshida, Subcritical water technology for wheat straw hydrolysis to produce value added products, Journal of Cleaner Production, vol. 70, pp. 68-77, 2014.
13. M.A. Rostagno, J.M. Prado, R. Vardanega, T. Forster-Carneiro, M.A.A. Meireles, Study of Recovery of Fermentation Sugars with Subcritical water and Carbon Dioxide from Palm Fiber and Grape. Chemical Engineering Transactions, vol. 37, pp. 403-408, 2014.
14. G.L. Miller, Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar, Analytical Chemistry, vol. 31, pp. 426-428. 1959.
15. G. Zhu, Z. Xiao, X. Zhu, F. Yi and X. Wan, Reducing sugar production from sugarcane bagasse wastes by hydrolysis in sub-critical water, Clean Technology Environment, vol. 15, pp. 55-61, 2013.
16. D. Lachos-Perez, F. Martinez-Jimenez, C.A. Rezende, G. Tompsett and M. Timko, T. Forster-Carneiro, Subcritical water hydrolysis of sugarcane bagasse: An approach on solid residues characterization, The Journal of Supercritical Fluids, vol. 108, pp. 69-78, 2016.