Biobutanol production by immobilized clostridium beijerinckii TISTR1461 onto porous materials - Rapeephat Vichuviwat (Chulalongkorn University, 2014)
บิวทานอลเป็นพลังงานเชื้อเพลิงที่กำลังได้รับความสนใจเนื่องด้วยความสามารถที่ใช้เป็นสารตัวเติมในเชื้อเพลิงเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิงจากปิโตรเลียม อย่างไรก็ตามการหมักเพื่อผลิต อะซิโตน-บิวทานอล-เอทานอล (ABE) แบบดั้งเดิมนั้นมีข้อจำกัดหลายประการ อาทิ ความสามารถในการผลิตที่ต่ำ ความเป็นพิษของบิวทานอลต่อเชื้อจุลินทรีย์และ ความไม่เสถียรในการผลิตด้วยเหตุดังกล่าว เพื่อการปรับปรุงกระบวนการหมัก ABE การตรึงเซลล์ลงบนวัสดุรูพรุนจึงได้นำมาประยุกต์ใช้ การตรึงเซลล์สามารถใช้เพื่อเพิ่มความหนาแน่นและจำนวนเซลล์ อีกทั้งยังสามารถช่วยในเรื่องความเสถียรของเซลล์ในระหว่างกระบวนการหมักอีกด้วย ดังนั้นจึงนำมาซึ่งวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ การศึกษาการหมัก ABE ด้วยวิธีการตรึง Clostridium beijerinckii TISTR 1461 ลงบนวัสดุรูพรุนชนิดต่าง ๆ โดยอิฐ, ถ่าน กัมมันต์ และ ซีโอไลต์ ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุ ที่ใช้การตรึงเซลล์ในการศึกษานี้ ตัวอย่างผลิตภัณฑ์จากการหมักจะถูกเก็บในเวลาที่ต่างกันเพื่อศึกษาการผลิตผลิตภัณฑ์เปรียบเทียบระหว่างการหมักแบบตรึงเซลล์และกระบวนการหมักแบบเซลล์เคลื่อนที่โดยอิสระ บิวทานอลที่ผลิตได้จากการหมักแบบตรึงเซลล์ลงบนอิฐและซีโอไลต์ได้ ความเข้มข้นมากกว่าการหมักแบบเซลล์เคลื่อนที่อิสระเป็น 9.5% และ 62% ตามลำดับ ในขณะที่ บิวทานอลที่ผลิตได้จากการตรึงเซลล์ลงบนถ่าน กัมมันต์นั้นน้อยกว่าบิวทานอลจากการหมักแบบ เซลล์เคลื่อนที่อิสระเป็น 45% จากการศึกษาพบว่าวัสดุที่ใช้มีผลต่อค่าความเป็นกรดด่างของสารละลายในการหมักซึ่งจะมีบทบาทสำคัญต่อการผลิตผลิตภัณฑ์อีกทั้งการหมักด้วยวิธีการตรึงเซลล์ลงบนซีโอไลต์แบบใช้ซ้ำเพื่อศึกษาประสิทธิภาพของเซลล์ที่ยังคงอยู่หลังจากการใช้ซ้ำเจ็ดรอบได้ค่าเฉลี่ยบิวทานอลที่ผลิตได้คือ 6.5 กรัม/ลิตร จากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ชนิดส่องกราด (SEM) พบว่าเซลล์ Clostridium beijerinckii ได้ปรากฏอยู่ทั้งบนผิวและรูพรุนของวัสดุ