Page 35 - 067

21

3.2 ศึกษาศักยภาพการผลิตแก๊สไฮโดรเจนและมีเทนจากการย่อยสลายร่วมแบบไร้อากาศ
ี
กระบวนการหมักมความจ้าเป็นต้องศึกษาศักยภาพในการผลิตแกสของจุลินทรีย์กับซับสเตรต
๊
ิ
ที่ใช้เพื่อดูแนวโน้มในการผลิตแกสจากการย่อยสลายสารอนทรีย์ต่าง ๆ จากซับสเตรตที่ใช้ในการศึกษา
๊
จุลินทรีย์ที่ใช้ในกระบวนการหมักมีความส้าคัญ และเป็นตัวหลักที่ถูกน้ามาใช้ระบบการผลิตแก๊ส
ชีวภาพซึ่งจุลินทรีย์ที่มีความส้าคัญในกระบวนการหมักมีสองกลุ่มหลักคือ กลุ่มที่ผลิตกรด และกลุ่มที่
ผลิตมีเทน ซึ่งโดยทั่วไปในสิ่งแวดล้อมเชื้อทั้งสองกลุ่มท้าหน้าที่ร่วมกันในระบบเดียวกัน แต่ส้าหรับใน
การทดลองนี้จะมีการแยกใช้กลุ่มจุลินทรีย์โดยแบ่งออกเป็นสองช่วงคือช่วงแรกเป็นกลุ่มผลิตกรดเป็น
ช่วงที่มีการผลิตกรดและได้ผลผลิตแก๊สไฮโดรเจนเกิดขึ้นมาอกด้วย และช่วงที่สองเป็นการใช้เชื้อในกลุ่ม
ี
ที่ผลิตมีเทน โดยทั้งสองกลุ่มจะมีสภาวะส้าหรับการเจริญเติบโตแตกต่างกัน

3.2.1 การเตรียมกล้าเชื้อส้าหรับหมัก
3.2.1.1 กล้าเชื้อเริ่มต้นส้าหรับการหมักขั้นตอนแรกเพื่อผลิตไฮโดรเจน
o
ที่สภาวะเทอร์โมฟิลิก (55 C) เป็นกล้าเชื้อที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจน ถูกน้ามาจากถังปฏิกรณ์
CSTR ในระดับห้องปฏิบัติการของหน่วยวิจัยหน่วยวิจัยการแปรรูปชีวมวลเพอพลังงานและเคมีภัณฑ์
ื่
(Bio-Mass Conversion to Energy and Chemicals: Bio-MEC Research Unit) คณะวิทยาศาสตร์

และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี ถังปฏิกรณ์ CSTR ดังกล่าวได้ถูกใช้
ิ
ส้าหรับการผลิตไฮโดรเจนจากการหมักร่วมระหว่าง POME และซีรัมน้้ายางสกิมที่สภาวะเทอร์โมฟลิก
และควบคุมระยะเวลากักเก็บของของเหลว (HRT) 4.5 วัน ของงานวิจัยก่อนหน้านี้ และมีความจ้าเป็น
ที่จะต้องท้าให้เชื้อที่ได้มีความคุ้นชิน (Acclimate) กับซับสเตรตที่จะน้ามาใช้ในการทดลอง เป็น
ขั้นตอนส้าหรับการท้าให้เชื้อจุลินทรีย์ที่ต้องการสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาวะและชนิดของ

ซับสเตรตมากขึ้นและมีความสามารถในการย่อยสลายซับสเตรตได้ดียิ่งขึ้น
ขั้นตอนการท้าความคุ้นชินของกล้าเชื้อกับซับสเตรต
(1) เติมกล้าเชื้อส้าหรับผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่ได้จากข้างต้นปริมาตร 18 mL

ื่
(2) เติมน้้าเสียขาออกโรงงานสกัดน้้ามันปาล์มเพอซับสเตรตที่ต้องการให้เชื้อมีการ
ปรับตัวที่ความเข้มข้น 10 g-VS/L
(3) ปรับปริมาตรด้วย BA medium (Angelidaki and Sanders, 2004) ให้ได้
ปริมาตรการท้างาน 60 mL วิธีการเตรียม BA medium แสดงในตารางที่ 3.2

่
ื่
(4) น้าขวดซีรัมปิดฝาขวดให้สนิท และพนแก๊สไนโตรเจนเพอแทนที่อากาศที่มีอยู่
บริเวณช่องว่างในขวดหมักนาน 3-5 นาที (Kaparaju et al., 2009)
(5) ตัวอย่างที่เตรียมได้น้าไปบ่มที่ควบคุมอณหภูมิที่ 55 ± 3 C ในตู้บ่ม (incubator)
้
ุ
ท้าการบ่มและเก็บตัวอย่างแก๊สทุกวัน เพอวิเคราะห์ปริมาณและความเข้มข้นของแก๊สไฮโดรเจนที
ื่
เกิดขึ้นโดยใช้เครื่อง GC-TCD ซึ่งเมื่อมีการเกิดแก๊สที่เพมขึ้นจนถึงระยะ log phase เป็นช่วงที่แสดง
ิ่
ได้ว่าเชื้อสามารถย่อยสลายซับสเตรตได้และจนกระทั่งเริ่ม steady state ที่แสดงถึงการลดลงและ
หมดไปของซับสเตรตที่ใช้ให้หยุดกระบวนการหมักและสามารถน้าเชื้อที่หมักไปเป็นกล้าเชื้อส้าหรับ
การหาศักยภาพของไฮโดรเจนต่อไป