ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การคัดแยกและการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีน้ำมันสูงในน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อการบำบัดน้ำทิ้งและการผลิตไบโอดีเซล

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การคัดแยกและการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีน้ำมันสูงในน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อการบำบัดน้ำทิ้งและการผลิตไบโอดีเซล
นักวิจัย : เบญจมาส เชียรศิลป์
คำค้น : Biodiesel , lipid , Microalgae , treatment , wastewater , การบำบัด , น้ำทิ้ง , สาหร่ายขนาดเล็ก , ไขมัน , ไบโอดีเซล
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2554
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5280211 , http://research.trf.or.th/node/5023
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

งานวิจัยนี้ได้คัดแยกสาหร่ายขนาดเล็กสีเขียวที่มีลักษณะคล้ายสายพันธุ์ Botryococcus 4 ไอโซเลต (SK, TRG, PSU และ KB) จากทะเลสาบและแหล่งน้ำจืดในภาคใต้ของประเทศไทย โดยใช้วิธีแยกด้วยหลอดแก้วขนาดเล็กปราศจากเชื้อ (sterile micropipette washing method) ผลการเปรียบเทียบการเจริญเติบโตและการผลิตน้ำมันของสาหร่ายขนาดเล็กทั้ง 4 ไอโซเลต เมื่อนำไปเลี้ยงในอาหารเหลวสูตร modified Chu 13 ที่พีเอช 6.7 อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ภายใต้ความเข้มแสง 33 µmol.photon.m-2s-1 ช่วงสว่างสลับช่วงมืด 16:8 ชั่วโมง เป็นเวลา 20 วัน พบว่าสายพันธุ์ KB มีอัตราการเจริญเติบโตเร็วที่สุด (0.223 ต่อวัน) รองลงมา คือ สายพันธุ์ TRG (0.182 ต่อวัน) และ SK (0.0135 ต่อวัน) ในขณะที่สายพันธุ์ PSU มีอัตราการเจริญเติบโตช้าที่สุด (0.061 ต่อวัน) และพบว่าปริมาณน้ำมันที่ได้จากสาหร่ายสายพันธุ์ KB, TRG, SK และ PSU ภายใต้การเพาะเลี้ยงในสภาวะที่มีแหล่งไนโตรเจน (nitrogen-rich condition) เท่ากับร้อยละ 20, 26, 17 และ 5 ของน้ำหนักแห้ง ตามลำดับ จากการศึกษาสภาวะทางกายภาพ-เคมี ได้แก่ สภาวะที่มีการจำกัดแหล่งไนโตรเจน (nitrogen-limitation), ความเข้มข้นของเกลือ, ความเข้มแสง และความเข้มข้นของธาตุเหล็ก เพื่อศึกษาความสามารถในการผลิตน้ำมันของสาหร่ายทั้ง 4 สายพันธุ์ พบว่าการเพาะเลี้ยงสาหร่ายในสภาวะที่มีการจำกัดแหล่งไนโตรเจนร่วมกับการให้ความเข้มแสงในระดับปานกลางจะสามารถเพิ่มการผลิตน้ำมันของทุกสายพันธุ์ให้สูงขึ้นได้ นอกจากนี้ยังพบว่าความเข้มข้นของธาตุเหล็กที่สูงยังสามารถเพิ่มการสะสมน้ำมันของสาหร่ายให้สูงขึ้นได้อีกด้วย โดยพบว่าภายใต้สภาวะดังกล่าวสายพันธุ์ TRG จะให้การผลิตน้ำมันสูงที่สุด คิดเป็นร้อยละ 35.9 เพื่อเป็นการลดต้นทุนการผลิตน้ำมัน งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการรวมการผลิตน้ำมันและบำบัดน้ำเสียโดยใช้สาหร่ายสายพันธุ์ TRG ที่มีความสามารถในการผลิตน้ำมันได้สูงสุดจากการทดลองแรก โดยทำการเพาะเลี้ยงสาหร่ายสายพันธุ์ TRG ในน้ำเสียจากโรงงานแปรรูปอาหารทะเลที่ผ่านการบำบัดขั้นที่สองมาแล้ว ผลการทดลองพบว่าสาหร่ายสายพันธุ์ TRG ให้การเจริญเติบโตและการผลิตน้ำมันได้ดีที่สุดเมื่อเลี้ยงในน้ำเสียที่ไม่ผ่านการเจือจางร่วมกับการให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ความเข้มข้นร้อยละ 2.0 และยังพบว่าสาหร่ายสายพันธุ์ TRG ยังมีประสิทธิภาพในการลดไนเตรตเริ่มต้นในน้ำเสียได้ถึงร้อยละ 82 นอกจากนี้งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการเพาะเลี้ยงสาหร่ายสายพันธุ์ TRG ในสภาวะที่มีการสังเคราะห์แสงเพียงอย่างเดียว (photoautotroph), สภาวะที่มีการให้แหล่งคาร์บอนอินทรีย์แต่ไม่ให้แสง (heretotroph) และสภาวะที่มีการสังเคราะห์แสงร่วมกับการให้แหล่งคาร์บอนอินทรีย์ (mixotroph) โดยใช้กลูโคสและกากน้ำตาลเป็นแหล่งคาร์บอนอินทรีย์ ผลการทดลองพบว่าสาหร่ายสายพันธุ์ TRG สามารถใช้กลูโคสและกากน้ำตาลในการเจริญเติบโตได้ดีภายใต้สภาวะที่มีการสังเคราะห์แสงร่วมกับการให้แหล่งคาร์บอนอินทรีย์ โดยให้น้ำหนักเซลล์แห้งและปริมาณน้ำมันสูงสุดที่ 245 มิลลิกรัมต่อลิตร และร้อยละ 37.4 ตามลำดับ เมื่อใช้กลูโคสความเข้มข้น 10 กรัมต่อลิตร ในการศึกษาการเพาะเลี้ยงสาหร่ายสายพันธุ์ TRG ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบให้แสงที่มีการกวน (stirred tank photobioreactor) โดยเปรียบเทียบรูปแบบการเพาะเลี้ยงแบบกะและแบบกึ่งต่อเนื่อง พบว่าในการเพาะเลี้ยงแบบกะให้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดที่ 267 มิลลิกรัมต่อลิตร และให้ปริมาณน้ำมันร้อยละ 30.9 ในขณะที่การเพาะเลี้ยงแบบกึ่งต่อเนื่องจะให้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดถึง 508 มิลลิกรัมต่อลิตร และให้ปริมาณน้ำมันร้อยละ 32.2 ในวันที่ 21 ของการเพาะเลี้ยง นอกจากนี้ยังมีการขยายขนาดการทดลองเพาะเลี้ยงสาหร่ายสายพันธุ์ TRG กลางแจ้งโดยใช้ถังปฏิกรณ์ชีวภาพระบบปิดแบบท่อให้แสง (closed tubular photobioreactor) ขนาดความจุ 20 ลิตร ผลการทดลองพบว่าสาหร่ายเจริญเติบโตได้น้อย โดยให้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดเพียง 157 มิลลิกรัมต่อลิตร และให้ปริมาณน้ำมันเพียงร้อยละ 26 ซึ่งสาเหตุน่าจะเกิดจากความเข้มแสงและอุณหภูมิที่สูงเกินไปในช่วงเวลากลางวัน Four Botryococcus-like microalgae (SK, TRG, PSU and KB) were isolated from lakes and freshwater ponds in southern Thailand using sterile micropipette washing method. The growth and lipid content of four strains were compared in modified Chu 13 medium at pH 6.7, 25C under 16:8 light and dark cycles with light intensity of 33 µmol.photon.m-2s-1 for 20 days. The KB strain grew fastest (0.223 d-1) followed by TRG (0.182 d-1) and SK (0.135 d-1), whereas the growth of PSU strain was slowest (0.061 d-1). The lipid content obtained from KB, TRG, SK and PSU strains under nitrogen-rich condition were 20%, 26%, 17% and 5% of total algal dry weight, respectively. To improve lipid production in these algae, the physio-chemical trails including nitrogen limitation, high of salt concentration, light intensity and iron concentrations were performed. The combined trials of nitrogen limitation, moderate light intensity were preferred for lipid accumulation in all strains. High iron concentrations also improved considerable lipid accumulation. The highest amount of hydrocarbon content 35.9% was found in TRG strain. Coupling of lipid production and wastewater treatment using microalgae is a promising approach for economical production of lipid. A lipid-rich green microalga TRG strain was cultivated in secondarily pretreated effluent from seafood processing plant. The cell growth and its lipid content were enhanced when using the undiluted effluent supplemented with 2.0% CO2. In addition to lipid production, TRG strain also efficiently removed nitrate in the effluent more than 82%. Green microalga TRG strain was grown under photoautotrophic, heterotrophic and mixotrophic culture conditions using glucose and molasses as organic carbon source. The results showed that TRG strain grew well in the presence of glucose and molasses under mixotrophic culture. The highest dry cell weight of 245 mg/L and lipid content of 37.4% were achieved under mixotrophic condition using glucose concentration of 1%. The batch and semi-continuous cultures of TRG strain were performed in a stirred tank photobioreactor. The highest dry cell weight of 267 mg.L-1 and lipid content of 30.9% were obtained in the batch culture. In semi-continuous culture, the higher dry cell weight of 508 mg/L and lipid content of 32.2% were achieved at day 21 of cultivation. Furthermore, outdoor cultivation of TRG strain was attempted in a 20 L closed tubular photobioreactor. Unfortunately, TRG strain had a low dry cell weight of 157 mg.L-1 and low lipid content of 26%. This could be due to the exposure to high light intensity and temperature factors that had significantly affect to the content of biomass and caused lasting depression in the lipid content.

บรรณานุกรม :
เบญจมาส เชียรศิลป์ . (2554). การคัดแยกและการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีน้ำมันสูงในน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อการบำบัดน้ำทิ้งและการผลิตไบโอดีเซล.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
เบญจมาส เชียรศิลป์ . 2554. "การคัดแยกและการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีน้ำมันสูงในน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อการบำบัดน้ำทิ้งและการผลิตไบโอดีเซล".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
เบญจมาส เชียรศิลป์ . "การคัดแยกและการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีน้ำมันสูงในน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อการบำบัดน้ำทิ้งและการผลิตไบโอดีเซล."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2554. Print.
เบญจมาส เชียรศิลป์ . การคัดแยกและการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีน้ำมันสูงในน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อการบำบัดน้ำทิ้งและการผลิตไบโอดีเซล. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2554.