ปัจจัยที่ส่งผลต่อการผลิตก๊าซไบโอไฮโดรเจนจากซังข้าวโพดด้วยกระบวนการหมักแบบไม่ใช้แสง

Main Article Content

ณหทัย มหาเทพ บัณฑิตา เพ็ญศรี พฤกษ์ อักกะรังสี

Abstract

Abstract


The north of Thailand, especially Chiang Mai province, most likely the problem is eliminated biomass by burning method, especially corn cob. In addition to destroying the soil fertility. There is also a problem with air pollution. The aim of this research is to study the factors of bio-hydrogen production from corn cob, that the source of cellulose that can be hydrolyzed into sugar in the fermentation process. This work evaluated the bio-hydrogen production from corn cob by dark fermentation, using anaerobic seed obtained from the existing bio-gas plant as initial inoculum. Before fermentation the corncob was pretreated with Potassium hydroxide (5 %w/v) and then was hydrolyzed by cellulase enzymes to obtain reducing sugar. The released sugar is used as substrate to produce bio-hydrogen by dark fermentation, the process conducted in batch reactor, working volume 500 mL, fermentation temperature is 35 degree Celsius. Parameter variation includes substrate concentration (5-40 g-RS/L), the pH value (4-8) and Duration time (96-192 hours), which has 20 experiments. The result could be found that the conditions for maximum bio-hydrogen fermentation is the substrate concentration of 22.2 g-sugar/L, pH-value 6 and 233±1 hours, which can produce bio-hydrogen yield of 101.2 mL-H2/g-RS. Also, this research was found the substrate concentration and too high acid value were not detecting the bio-hydrogen production. Because microorganisms unable to be live in high substrate concentrations (more than 40 grs/L) and very high acidic value conditions (less than 3). 


Keywords: corncob; bio-hydrogen; dark fermentation process; substrate; pH value; duration time


 

Keywords

Article Details

Section
วิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์
Author Biographies

ณหทัย มหาเทพ

สาขาวิชาวิศวกรรมพลังงาน คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ตำบลสุเทพ อำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ 50200

บัณฑิตา เพ็ญศรี

สถาบันวิจัยและพัฒนาพลังงานนครพิงค์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ตำบลแม่เหียะ อำเภอเมือง เชียงใหม่ 50100

พฤกษ์ อักกะรังสี

สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ตำบลสุเทพ อำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ 50200

References

[1] สำนักนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน, สถานการณ์พลังงาน, แหล่งที่มา : http://www.eppo.go.th/index.php/th/energy-information/energy-status/year?orders[publishUp]=publishUp&issearch=1, 23 ตุลาคม 2560.
[2] การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย, สัดส่วนการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบของ กฟผ. ปี 2558, แหล่งที่มา : https://www.egat.co.th/index.php?option=com_content&view=article&id=579&Itemid=116, 15 พฤจิกายน 2560.
[3] ประทิน กุลละวณิชย์, นันทิยา เปปะตัง, อรอมล เหล่าปิตินันท์, อรรณพ นพรัตน์, ภาวิณี ชัยประเสริฐ และวรินธร สงคศิริ, 2550, ภาพรวมเชิงสถานภาพและศักยภาพของเทคโนโลยีก๊าซชีวภาพในประเทศไทย, ว.วิจัยและพัฒนา มจธ. 30: 693-700.
[4] สำนักวิจัยเศรษฐกิจการเกษตร, 2558, สถาน การณ์สินค้าเกษตรที่สำคัญและแนวโน้ม ปี 2559, เอกสารวิชาการ, สำนักวิจัยเศรษฐกิจการเกษตร, 241 น.
[5] กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน, ข้อมูลทั่วไป (ชีวมวล), แหล่งที่มา : http://biomass.dede.go.th/biomass_web/index.html, 23 ตุลาคม 2560.
[6] ขนิษฐา หมู่โสภิญ, 2553, ไบโอไฮโดรเจน พลังงานทางเลือกใหม่, ว.ศูนย์บริการวิชาการ 3-4: 15-20.
[7] Lui, D., 2008, Bio-hydrogen Production by Dark Fermentation from Organics Waetes and Residues, Technical Information Center of Denmark, Denmark, 46 p.
[8] Zhang, K., Ren, N.Q. and Wang, A.J., 2014, Enhance biohydrogen production from corn stover hydrogen by pretreatment of two typical seed sludges, Int. J. Hydrogen Energy 39: 14653-14662.
[9] VDI 4630, 2006, Fermentation of Organic Materials Characterization of the Substrate, Sampling, Collection of Material Dara, Fermentation Test, Germany, 91 p.
[10] Hu, R., 1999, Food Product Design: A Computer Aided Statistic Approach, CRC Press, USA, 240 p.
[11] สันติ พุ่มกระจ่าง, 2552, การวิเคราะห์ทางสถิติสำหรับพื้นผิวตอบสนองคู่ของกระบวนการติดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี, 102 น.
[12] ดาริกา อวะภาค, นพรัตน์ มะเห และดลฤดี พิชัยรัตน์, 2556, การหาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดพอลิแซ็กคาไรด์จากสาหร่ายผมนางโดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนอง, ว.วิทย. มข. 41(2): 414-430.
[13] Zhang, T., Liu, H. and Fang, H.H., 2003, Biohydrogen production from starch in wastewater under thermophilic condition, J. Environ. Manage. 68: 149-156.
[14] Yang, H., Guo, L. and Liu, F., 2010, Enhance bio-hydrogen production from corncob by a two-step process: Dark- and photo-fermentation, Biores. Technol. 101: 2049-2052.
[15] Hawkes, F.R., Dinsdale, R., Hawkes, D.L. and Hussy, I., 2002, Sustainable fermentative hydrogen production: Challenges for process optimization, Int. J. Hydrogen Energy 27: 1339-1347.