การแยกเซลลูเลสและน้ำตาลรีดิวซ์จากสารละลายไฮโดรไลเซท ของหญ้าเนเปียร์ด้วยกระบวนการเมมเบรน Separation of Cellulase and Reducing Sugar from Napier Grass Hydrolyzate by Membrane Filtration

Main Article Content

มิณฑิตา พิเชฐพงศ์วิมุติ
ธีระวัฒน์ เหมือนศรีชัย
จุไรวัลย์ รัตนะพิสิฐ

Abstract

บทคัดย่อ


          งานวิจัยนี้ศึกษาการแยกเซลลูเลสด้วยการกรองระดับอัลตราฟิลเตรชัน (UF) และการกักกันน้ำตาลรีดิวซ์ด้วยการกรองระดับนาโนฟิลเตรชัน (NF) จากสารละลายไฮโดรไลเซทของหญ้าเนเปียร์   การทดลองประกอบด้วยเมมเบรน 5 ชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลตัดการกรอง (MWCO) ต่างกันดังนี้ การกรองระดับ UF (PES500,  PES100, PES10) และการกรองระดับ NF (NP010, NP030) กระบวน การอัลตราฟิลเตรชันทำการกรองแบบไหลขวางที่อัตราการไหล 3 ค่า (30, 50 และ 75 ml/min)     โดยสารละลายเพอร์มิเอตของ UF ถูกป้อนเข้าสู่การกรองนาโนฟิลเตรชันแบบปิดตายที่ความดันคร่อม    เมมเบรน (TMP) 4 ค่า (10, 15, 20 และ 25 bar) ผลการทดลองพบว่า ฟลักซ์เพอร์มิเอตสัมพันธ์กับอัตราการไหลและ TMP อย่างมีนัยสำคัญ เมมเบรน PES100 อัตราการไหล 75 ml/min ให้ค่าฟลักซ์เพอร์มิเอตสูงสุดของการกรอง UF สำหรับค่าการกักกันเซลลูเลส น้ำตาล และเอทานอลของการกรองระดับ UF และ NF สัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับค่า MWCO กลไกฟาล์วลิ่งแบบเค้กบนฐานแบบจำลองเฮอร์เมียร์ให้ค่า R2 สูงสุด สำหรับฟาล์วลิ่งแบบผันกลับไม่ได้ (IF) พบว่าเมมเบรน PES100 ให้ค่า IF ต่ำที่สุด (14.3%) ณ อัตราการไหลต่ำ (30 ml/min) ซึ่งสัมพันธ์กับค่าฟลักซ์เพอร์มิเอต นอกจากนี้เมื่ออัตราการไหลสูงขึ้น ค่า IF สัมพันธ์กับขนาดรูพรุนและ TMP   


 คำสำคัญ: ไฮโดรไลเซท, อัลตราฟิลเตรชัน, นาโนฟิลเตรชัน, ฟาล์วลิ่ง


Abstract


This study investigated separation of cellulase by ultrafiltration (UF) and reducing sugar by nanofiltration (NF) from the Napier grass hydrolyzate. Experiments were consisted of 5 membranes with different molecular weight cut-off (MWCO): PES500, PES100, PES10 for UF and NP010, NP030 for NF. The UF cross-flow study was carried out at 3 flow rates (30, 50 and 75 ml/min). Permeate from the UF was used as a feed to a dead-end NF which was operated for 4 transmembrane pressure (TMP) (10, 15, 20 and 25 bar). Results showed that the permeate flux was significantly related to the flow rate and TMP. The PES100 yielded the best flux for UF at 75 ml/min. Also the rejection of cellulase, reducing sugar and ethanol in both UF and NF significantly depended on MWCO. Fouling by cake layer formation provided the highest R2 based on the Hermia fouling model. The irreversible fouling (IF) of PES100 was the lowest (14.3%) at the low flow rate (30 ml/min) which related to the declining of the permeate flux. In addition, the IF was influenced by the MWCO and TMP in the limit of higher feed flow rate.


 Keywords: Hydrolyzate, ultrafiltration, nanofiltration, fouling

Article Details

Section
Articles