Page 23 - 067

9

ิ
มีความแตกต่างกันท้าให้เหมาะสมต่อการแยกถังปฏิกรณ์อย่างเป็นอสระต่อกันออกเป็นสองชุดส้าหรับ
ด้าเนินการของสองขั้นตอน
1) ขั้นตอนการผลิตกรดอินทรีย์
ิ
ขั้นตอนนี้นอกจากจะเป็นขั้นตอนที่ให้ผลผลิตที่มีความเป็นกรดที่อยู่ในรูปของกรดอนทรีย์
ขนาดเล็กจากกระบวนการย่อยสลายแล้วยังครอบคลุมตั้งแต่กระบวนการไฮโดรไลซิส สารชีวโมเลกุลที่
ี
มีขนาดใหญ่ ให้มีขนาดเล็กลงอกด้วย โดยผลผลิตที่เกิดขึ้นนอกในรูปของของเหลวแล้วยังมีผลผลิตใน
ี
รูปของแก๊สอกด้วย โดยจุลินทรีย์กลุ่ม Enterobacter, Bacillus และ Clostridium ผลิตแก๊ส
ิ
ไฮโดรเจนและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาพร้อมกับกรดอนทรีย์ โดยการย่อยสลายสารอนทรีย์
ิ
ประเภทคาร์โบไฮเดรต จากสมการที่ (1) ได้ผลผลิตแก๊สไฮโดรเจนสูงสุดทางทฤษฏี 498 mL-H /g-Sugar
2
ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ผลผลิตแก๊สไฮโดรเจนออกมาพร้อมกับการเกิดกรดอะซิติก ในขณะที่สมการที่ (2)
เมื่อจุลินทรีย์ย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตไปเป็นกรดบิวทิริก ผลผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่ได้เพยง 249
ี
mL-H /g-Sugar
2

C H O + 2H O 2CH COOH + 4H + 2CO (1)
6 12 6
2
2
3
2
C H O + 2H O C H COOH + 2H + 2CO (2)
2
2
2
6 12 6
3 6

ถึงแม้ว่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ใช้ในกระบวนการหมักมีผลต่อผลผลิตแก๊สแล้ว ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอก
ี
หลายอย่างที่มีการศึกษาโดย O-Thong et al. (2008) ยังมีปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลต่อการการผลิตแก๊ส
ี
ไฮโดรเจนอกเช่น ธาตุอาหาร (Nutrient), ระบบบัฟเฟอร์ (Buffers), ค่าความเป็นกรดเบส (pH),
ระยะเวลาการกักเก็บของของเหลว (hydraulic retention time: HRT), ความดันย่อย (partial
ุ
pressure) ของแก๊สไฮโดรเจน และ อณหภูมิ (Temperature) โดยจากการศึกษา Kengen et al.
(2009) พบว่าการควบคุมอณหภูมิที่สภาวะเทอร์โมฟลิกมีอตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี และทาง
ั
ิ
ุ
ิ
ชีววิทยาสูงกว่าที่สภาวะเมโซฟลิก ซึ่งการด้าเนินการที่สภาวะเทอร์โมฟลิก ยังช่วยเพมการละลายของ
ิ่
ิ
ั
ของเหลวท้าให้ใช้พลังงานน้อยกว่าในการผสม (Lee et al., 2009) และผลจากอตราการเกิดปฏิกิริยา
ที่เร็ว ส่งผลให้ระยะเวลาในการกักเก็บของของเหลว (HRT) สั้นลงท้าให้สามารถออกแบบลดขนาดของ
ถังปฏิกรณ์ลงได้ (Lu et al., 2008) นอกจากนี้การเกิดสารชนิดอื่น ๆ นอกเหนือจากกรดอะซิติก และ
ิ
บิวทิริก ที่ไม่ให้ผลผลิตแก๊สไฮโดรเจนร่วมด้วย ได้แก่ กรดแลคติก กรดโพรพโอนิก กรดฟอร์มิก และ
แอลกอฮอล์ เป็นต้น ซึ่งปัจจัยต่าง ๆ นี้เป็นผลท้าให้ผลผลิตที่ได้นั้นมีข้อจ้ากัด และท้าให้ผลผลิตแก๊ส
ไฮโดรเจนที่ได้จากการหมักจริงน้อยกว่าค่าทางทฤษฏี
2) ขั้นตอนการสร้างมีเทน
ขั้นตอนนี้เป็นขั้นที่ให้ผลผลิตเป็นแก๊สมีเทนเป็นผลผลิตสุดท้าย ซึ่งขั้นนี้ยังรวมถึงขั้นตอนการ

สร้างกรดอะซิติกด้วย โดยกลุ่มแบคทีเรีย (Homo) acetogenic bacteria เช่น Butyribacterium
methylophicum ซึ่งเป็นการเปลี่ยนกรดชนิดต่าง ๆ ให้อยู่ในรูปของกรดอะซิติก โดยจุลินทรีย์ผลิต
แก๊สมีเทนจะใช้สารละลายกรดอะซิติก ที่ได้จากขั้นตอนการผลิตแก๊สไฮโดรเจน ซึ่งส่วนใหญ่จะ
ประกอบไปด้วยกรดอินทรีย์ต่าง ๆ ที่เกิดจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ในขั้นตอนการสร้างกรด