ที่มา ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา
การผลิตก๊าซชีวภาพจากวัตถุดิบลิกโนเซลลูโลส ตัวอย่างเช่น กากมันสำปะหลัง กระบวนการไฮโดรไลซิส (hydrolysis) ถือเป็นข้อจำกัดที่ส่งผลต่ออัตราการผลิตมีเทน เนื่องจากมีองค์ประกอบของลิกโนเซลลูโลสที่สูง (ร้อยละ 26-32) และลิกโนเซลลูโลสมีโครงสร้างที่ซับซ้อนย่อยสลายได้ยากภายใต้สภาวะไม่ใช้อากาศ จากการวิเคราะห์ค่าศักยภาพการผลิตมีเทน พบว่ามีค่าอยู่ในช่วง 170-240 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งทั้งหมด หรือ 30-43 ลูกบาศก์เมตรต่อตันกากมันสำปะหลัง หรือมีค่าความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ เท่ากับ 34-48 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นการ Bio-augmentation ด้วยจุลินทรีย์ Bacillus pumilus ที่เป็นการเติมจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตเอนไซม์ เซลลูเลส ไซแลนเนส และแพคติเนส เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยลิกโนเซลลูโลสในกากมันสำปะหลังและเพิ่มอัตราการผลิตและผลผลิตก๊าซชีวภาพ จึงส่งผลทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตมีเทนจากกากมันสำปะหลัง ทำให้ได้ปริมาณพลังงานทดแทนที่มากขึ้น และลดภาระการจัดการกากเหลือทิ้งที่ออกจากระบบก๊าซชีวภาพอีกด้วย
สรุปและจุดเด่นเทคโนโลยี
กระบวนการ Bio-augmentation ด้วยจุลินทรีย์ Bacillus pumilus สามารถมีส่วนช่วยในการเพิ่มอัตราการป้อนสารอินทรีย์ (OLR) ลดระยะเวลาการกักเก็บของเหลว (HRT) เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพ และมีเทน รวมทั้งยังมีส่วนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและสเถียรภาพของระบบ Semi-continuous fed ASBR โดยการเติม Bacillus pumilus ที่ผ่านการคัดเลือก ปริมาณร้อยละ 5 (vol/vol) ของปริมาตรของเหลวของระบบ ทุกๆ 100 วัน ในระบบแบบสองขั้นตอน สามารถเพิ่มอัตราการผลิตมีเทนได้เพิ่มขึ้น 192% จากระบบการผลิตก๊าซชีวภาพทั่วไป เพิ่มผลผลิตมีเทนที่ได้ 36.4%-80.2% และอัตราการผลิตมีเทนสูงสุดได้ 51.7% สามารถช่วยเพิ่มอัตราการป้อนสารอินทรีย์ (OLR) จากเดิม 1.5 kgTS/m3·d เป็น 3 kgTS/m3·d ลดระยะเวลาการกักเก็บ (HRT) จากเดิม 15 วัน เหลือเพียง 12 วัน ที่สภาวะอุณหภูมิปานกลาง (25-35 องศาเซลเซียส) ได้ผลผลิตมีเทนอยู่ในช่วง 380-399 NL/kgTSadded หรือมีค่า Biodegradability เท่ากับ 76%-80% และผลิตก๊าซชีวภาพได้เท่ากับ 116-130 m3/Ton กากมันสำปะหลัง
สถานภาพทรัพย์สินทางปัญญา
- คำขอสิทธิบัตรเลขที่ 2401006055 วันที่ยื่นคำขอ 17 กันยายน 2567
- คำขออนุสิทธิบัตรเลขที่ 2103002773 วันที่ยื่นคำขอ 23 กันยายน 2564
- อนุสิทธิบัตรเลขที่ 26751
ความร่วมมือที่เสาะหา
- เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิ
สถานภาพของผลงานวิจัย
- ได้ต้นแบบในระดับห้องปฏิบัติการ (TRL4)
นักวิจัย
ดร.พรพรรณ พาณิชย์นำสิน และคณะ
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี