| รหัสโครงการ : | R000000152 |
| ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) : | การสำรวจและการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็กใน บึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์. |
| ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) : | A Survey and Biodiesel Production from Microalgae in Bueng Boraphet, Nakhon Sawan Province |
| คำสำคัญของโครงการ(Keyword) : | - |
| หน่วยงานเจ้าของโครงการ : | คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | โครงการวิจัยเดี่ยว |
| ลักษณะย่อยโครงการวิจัย : | ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย |
| ประเภทโครงการ : | โครงการวิจัยใหม่ |
| สถานะของโครงการ : | propersal |
| งบประมาณที่เสนอขอ : | 374000 |
| งบประมาณทั้งโครงการ : | 374,000.00 บาท |
| วันเริ่มต้นโครงการ : | 13 มกราคม 2557 |
| วันสิ้นสุดโครงการ : | 12 มกราคม 2558 |
| ประเภทของโครงการ : | งานวิจัยประยุกต์ |
| กลุ่มสาขาวิชาการ : | วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ |
| สาขาวิชาการ : | สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา |
| กลุ่มวิชาการ : | อื่นๆ |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | ระดับชาติ |
| สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ : | ไม่สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ |
| สร้างความร่วมมือประหว่างประเทศ GMS : | ไม่สร้างความร่วมมือทางการวิจัยระหว่างประเทศ |
| นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพการศึกษา : | ไม่นำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาณภาพการศึกษา |
| เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต : | ไม่เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต |
| ความสำคัญและที่มาของปัญหา : | ปัจจุบันราคาน้ำมันเชื้อเพลิงจากฟอสซิลมีราคาแพง และมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงมีอยู่อย่างจำกัด และมีปริมาณลดลงเรื่อยๆ ทำให้ประเทศต่างๆ ที่นำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงต้องคิดหามาตรการเพื่อสร้างความมั่นคงทางด้านพลังงานให้กับประเทศตนเอง แต่อย่างไรก็ตามการหาแหล่งพลังงานใหม่ เพื่อที่จะใช้ทดแทนแหล่งพลังงานปิโตเลียม แหล่งพลังงานทดแทนที่น่าสนใจอีกแหล่งคือ พลังงานเชื้อเพลิงทางชีวภาพ ซึ่งมีศักยภาพในการผลิตได้สูง เช่น น้ำมันชีวภาพ (Bio-lio) ซึ่งจะมีองค์ประกอบของไตรกลีเซอไรด์ เหมาะสำหรับใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงเหลวไบโอดีเซล ซึ่งได้จากพืชพลังงาน แต่เมื่อกล่าวถึงการปลูกพืชพลังงานทดแทน เช่น ปาล์มน้ำมัน ถั่วเหลือง มะพร้าว ทานตะวัน และสบู่ดำ สำหรับใช้เป็นแหล่งในการผลิตเชื้อเพลิงไบโอดีเซลแล้ว นับว่าการปลูกพืชพลังงานทดแทนเหล่านี้มีความต้องการพื้นที่เพาะปลูกมากและใช้ระยะเวลายาวนาน ทางเลือกใหม่ของการหาแหล่งวัตถุดิบที่ไม่ต้องใช้พื้นที่สำหรับเพาะปลูกจำนวนมาก คือสาหร่ายขนาดเล็กซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงานทดแทนที่มีศักยภาพสูง เนื่องจากสาหร่ายขนาดเล็กสามารถเจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็วในระยะเวลาสั้น และให้อัตราการผลิตไขมันสูงกว่าพืชน้ำมันอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบต่อหน่วยพื้นที่ และสามารถเพาะเลี้ยงในอาหารแบบง่ายๆ ในระดับการผลิตขนาดใหญ่ได้ (Wolt et al., 1985 : Sawayama et al., 1995) นอกจากนี้แล้ว Wolt et al., (1985) : Sawayama et al., (1995) : Chisti, Y., (2007) ได้รายงานว่าหากต้องผลิตไบโอดีเซลจาสาหร่ายขนาดเล็กให้ได้ร้อยละ 50 ของน้ำมันดีเซลในระบบการขนส่งของสหรัฐอเมริกา ต้องใช้พื้นที่สำหรับการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กเพียงแค่ร้อยละ 1-3 ของพื้นที่ทั้งหมดที่ใช้สำหรับปลูกพืชพลังงาน และสาหร่ายขนาดเล็กยังมีประโยชน์อย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดภาวะเรือนกระจกจากการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารตั้งต้นในการการสังเคราะห์แล้วปล่อยก๊าซออกซิเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศ
สาหร่ายขนาดเล็กเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งที่ไม่มีราก ลำต้น และใบที่แท้จริง มีแต่เซลล์เดียวจนถึงหลายเซลล์ ปัจจุบันมีการนำสาหร่ายมาใช้ประโยชน์เป็นแหล่งผลิตพลังงานหลายแบบ เช่น การผลิตก๊าซมีเทน การผลิตไฮโดรเจนจากกระบวนการสังเคราะห์ และการเอาไขมันหรือน้ำมันสาหร่ายที่สะสมในผนังเซลล์ของสาหร่ายมาใช้ผลิตไบโอดีเซลโดยผ่านกระบวนการทรานเอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) หรือกระบวนการ Fast pyrolysis (Sheehan et al., 1998 : Miao et al., 2004 : Aresta et al., 2005) รวมทั้งใช้ประโยชน์ทางด้านอาหาร ด้านเกษตรกรรม ด้านอุตสาหกรรม ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านการแพทย์ และผลิตสารที่มีมูลค่าสูงต่างๆ (ยุวดี พีรพรพิศาล, 2549)
บึงบอระเพ็ดเป็นบึงน้ำจืดที่ใหญ่ที่สุดของประเทศไทย ตั้งอยู่ในเขตอำเภอเมือง อำเภอชุมแสง และอำเภอท่าตะโก จังหวัดนครสวรรค์ มีเนื้อที่ 132,732.14 ไร่ มีความลึกเฉลี่ย 1.6 เมตร เป็นบึงที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูง เนื่องจากมีน้ำท่วมใหญ่หลายครั้ง เช่น ในปี พ.ศ. 2538, 2545 และ 2554 ทำให้ระบบนิเวศพื้นที่ชุ่มน้ำของบึงบอระเพ็ดมีการเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้มีความหลากหลายทางชีวภาพไม่ว่าจะเป็น ปลา พืชน้ำ สาหร่าย ฯลฯ (สำนักงานทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม, 2546) ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ที่จะศึกษาความหลายทางชีวภาพของสาหร่ายขนาดเล็กจากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์ รวมทั้งปัจจัยที่เหมาะสมต่อการผลิตไขมันหรือน้ำมันของสาหร่ายขนาดเล็ก จากนั้นนำไปประยุกต์ใช้ทางด้านการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่ายขนาดเล็ก และถ่ายทอดองค์ความรู้นี้สู่ชุมชนต่อไป
|
| จุดเด่นของโครงการ : | - |
| วัตถุประสงค์ของโครงการ : | 6.1 เพื่อศึกษาความหลายทางชีวภาพของสาหร่ายขนาดเล็กในบึงบอระเพ็ด
6.2 เพื่อศึกษาปัจจัยที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็กที่ได้จากบึงบอระเพ็ด
6.3 เพื่อศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่ายขนาดเล็กในบึงบอระเพ็
|
| ขอบเขตของโครงการ : | เป็นการวิจัยเชิงปริมาณ การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยพัฒนาทดลอง มีขอบเขตของการวิจัยในการศึกษาความหลายของสาหร่ายขนาดเล็กในบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ เพื่อพัฒนาฐานข้อมูลทางด้านอนุกรมวิธานของสาหร่ายในระดับหมวดและสกุลตามวิธีของ Bold & Wynne (1978) และความหลากหลายสายพันธุ์ของสาหร่ายขนาดเล็กนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ด้านการผลิตไบโอดีเซลและพัฒนาต่อยอดให้เกิดประโยชน์สูงสุดสู่ชุมชนและประชาชนต่อไป |
| ผลที่คาดว่าจะได้รับ : | 11.1 เพิ่มฐานข้อมูลด้านความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่ายขนาดเล็ก
11.2 เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก
11.3 เป็นองค์ความรู้ในการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็กในการวิจัยต่อไป
11.4 บริการความรู้แก่ประชาชนและชุมชนต่อไป
11.5 ได้เชื้อเพลิงชีวภาพในระดับห้องปฏิบัติการ ในรูปของไบโอดีเซล เพื่อพัฒนาต่อไป ซึ่งมีผลต่อทำให้ลดการนำเข้าน้ำมันจากต่างประเทศ รวมถึงเป็นการลดมลภาวะและภาวะเรือนกระจก
11.6 งานวิจัยสามารถตีพิมพ์และเผยแพร่ในวารสารภายในประเทศและต่างประเทศได้ และเชื้อเพลิงชีวภาพในรูปของไบโอดีเซลสามารถใช้งานได้จริงกับประชาชนทั่วไป และทุกหน่วยงาน
|
| การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ : | ปัญหาการขาดแคลนเชื้อเพลิงฟอสซิลและราคาของเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่นน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซลมีราคาแพง ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องหาแหล่งชีวมวลที่สามารถผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพขึ้นมาทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล และเป็นการลดการพึ่งพาการนำเข้าน้ำมันจากต่างประเทศ รวมทั้งเป็นการลดปัญหามลภาวะทางสิ่งแวดล้อมและภาวะเรือนกระจก แต่อย่างไรก็ตามการปลูกพืชพลังงานทดแทนเช่น ข้าวโพด ถั่วเหลือง ปาล์มน้ำมัน สบู่ดำ มะพร้าว ทานตะวัน เป็นต้น จะมีข้อจำกัดในเรื่องพื้นที่ในการเพาะปลูกพืช และใช้ระยะเวลานาน ดังนั้นการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กจะมีข้อได้เปรียบอย่างมาก เพราะใช้พื้นที่ในการเพาะเลี้ยงน้อยกว่าพืชให้น้ำมันถึง 3 เท่า (Chisti, 2007) ทำให้นักวิจัยส่วนใหญ่ มุ่งความสนใจในที่จะศึกษาและพัฒนาการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่าย จากเหตุดังกล่าวผู้วิจัยจึงมุ่งประเด็นการศึกษาทางด้านความหลายทางชีวภาพของสาหร่ายขนาดเล็กจากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์ เพื่อจะได้สาหร่ายสายพันธุ์ใหม่ที่มีศักยภาพในการสะสมไขมันหรือน้ำมันในเซลล์ ทั้งนี้ยังได้ศึกษาถึงปัจจัยที่เหมาะสมต่อการผลิตไขมันหรือน้ำมันของสาหร่ายขนาดเล็ก จากนั้นนำไปประยุกต์ใช้ในด้านการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่ายขนาดเล็ก
สารสนเทศ (information) ที่เกี่ยวข้อง
Miao and Wu (2006) ศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก Chlorella protothecoides ที่ทำการเพาะเลี้ยงแบบเฮเทโรโทรฟิค โดยมีกลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอนในสภาวะไม่มีแสง พบว่าเซลล์ของสาหร่ายสามารถสะสมไขมันได้สูงถึงร้อยละ 55 โดยน้ำหนักแห้ง เมื่อน้ำมันจากสาหร่ายที่สกัดโดยใช้เฮกเซน ไปผลิตไบโอดีเซลในรูปเอสเทอร์ของกรดไขมัน (Fatty acid mettylesters : FAMEs) โดยวิธีการทรานเอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) พบว่ากรดซัลฟุริคเป็นตังเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมในการเปลี่ยนน้ำมันสาหร่ายไปเป็นไบโอดีเซล โดยสภาวะที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซลคือ สัดส่วนโมลเมทานอลต่อน้ำมันสาหร่ายเท่ากับ 56 ต่อ 1 ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาร้อยละ 100 ของน้ำหนักน้ำมันสาหร่าย เวลาที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 4 ชั่วโมง
Umdu et al., (2009) ได้ศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่าย Nannochloropsis oculata ผ่านปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) โดยใช้อัตราส่วนโมลของเมทานอลต่อน้ำมันสาหร่ายที่ 30 ต่อ 1 พบว่าเมื่อใช้ CaO/AlO3 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ผลผลิตไบโอดีเซลเพิ่มจากร้อยละ 23 เป็นร้อยละ 97.5
Xiong et al., (2008) ได้ศึกษาการผลิตเซลล์สาหร่าย C. protothecoides เพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซลโดยการเพาะเลี้ยงเซลล์ด้วยการหมักแบบกะที่เติมเข้าในถังปฏิกรณ์ชีวภาพขนาด 5 ลิตร พบว่าได้ปริมาณเซลล์ 16.8 กรัมต่อลิตร ระยะเวลานาน 184 ชั่วโมง เมื่อเพาะเลี้ยงแบบกะที่เติมอาหารแบบเดิม และปริมาณเซลล์ 51.2 กรัมต่อลิตร ระยะเวลานาน 167 ชั่วโมง เมื่อเพาะเลี้ยงแบบกะที่เติมอาหารแบบปรับปรุง พบว่าปริมาณไขมันสะสมในเซลล์เท่ากับร้อยละ 57.8, 55.2 และ 50.3 โดยน้ำหนักแห้ง ที่เพาะเลี้ยงแบบกะ, แบบกะที่เติมอาหารแบบเดิม และแบบกะปรับปรุง ตามลำดับ ส่วนการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่ายด้วยวิธีการทรานเอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) โดยใช้เอนไซม์ ไลเปสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าอัตราการเปลี่ยนน้ำมันสาหร่ายไปเป็นไบโอดีเซลสูงถึงร้อยละ 98 และ ไบโอดีเซลที่ได้มีคุณสมบัติมาตรฐานใกล้เคียงกับมาตรฐานของอเมริกา
|
| ทฤษฎี สมมุติฐาน กรอบแนวความคิด : | - |
| วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล : | งานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยเชิงทดลองที่มุ่งศึกษาการสำรวจและการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็กใน บึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์.โดยแบ่งการทดลองเป็น 3 การทดลองย่อย ดังนี้
การทดลองย่อยที่ 1 สำรวจและจัดจำแนกสาหร่ายขนาดเล็ก ในบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
การทดลองย่อยที่ 2 ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
จากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์
การทดลองย่อยที่ 3 ศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่ายขนาดเล็ก ในบึงบอระเพ็ด
จังหวัดนครสวรรค์
13.1 วิธีการดำเนินการวิจัย
การทดลองย่อยที่ 1 สำรวจและจัดจำแนกสาหร่ายขนาดเล็ก ในบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
ประชากรตัวอย่าง
สาหร่ายขนาดเล็ก ในบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
การสุ่มตัวอย่าง
ทำการเก็บตัวอย่างสาหร่ายขนาดเล็ก แบบสุ่มสมบรูณ์ CRD (Completely Randomized Design) ในบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ โดยแบ่งจุดเก็บตัวอย่างน้ำมากกว่า 50 จุด ซึ่งในแต่ละจุดให้มีระยะห่างจากจุดเก็บตัวอย่างเดิมมากกว่า 100 เมตร และกำหนดพิกัดของจุดเก็บตัวอย่างที่แน่นอนด้วยเครื่องวัดพิกัดทางภูมิศาสตร์
ขั้นตอนและวิธีการทดลอง
1. จุดเก็บตัวอย่างในบึงบอระเพ็ด ตั้งอยู่ในเขตอำเภอเมือง อำเภอชุมแสง และอำเภอท่าตะโก จังหวัดนครสวรรค์
2. เก็บตัวอย่างในช่วงฤดูร้อนและ ฤดูหนาว (ธันวาคมและเมษายน) โดยเก็บเดือนละครั้งมากกว่า 50 จุด การเก็บตัวอย่างสาหร่ายในรูปแบบแพลงก์ตอนพืชที่อยู่ในน้ำเพื่อศึกษาชนิดทำโดยใช้ถุงลากแพลงก์ตอนขนาดช่องตาข่าย 21 ไมโครเมตรเส้นผ่าศูนย์กลาง 26 เซนติเมตร
3. ทำการลากถุงในแนวราบที่ระดับผิวน้ำนาน 1 นาที เก็บน้ำตัวอย่างจำนวน 100 มิลลิลิตร ใส่ขวดเก็บตัวอย่างสีชา
4. เมื่อเปลี่ยนจุดเก็บตัวอย่างให้ล้างถุงลากแพลงก์ตอนด้วยน้ำกลั่น เก็บรักษาตัวอย่างน้ำด้วยน้ำยาลูกอลมาตรฐาน (Lugol solution) (ลัดดาวงศ์รัตน์ และ โสภณา บุญญาถิวัฒน์, 2546) และเก็บตัวอย่างไว้ที่ห้องเย็นและมืด อุณหภูมิ 2 องศาเซลเซียส
5. การเพาะเลี้ยงสาหร่าย
ทำการเพาะเลี้ยงสาหร่ายในห้องปฏิบัติการด้วยอาหารเหลวสูตร BG-11 ในตู้ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เขย่าที่ความเร็ว 150 รอบต่อนาที ให้แสงตลอดเวลา นาน 7 วัน จากนั้นถ่ายเชื้อสาหร่ายลงในอาหารแข็งสูตร BG-11 ในจานเพาะเชื้อ และ Sub culture ไปเรื่อยๆ จนกว่าจะได้เชื้อบริสุทธิ์ นำไปศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์และถ่ายรูปพร้อมทั้งจัดจำแนกสาหร่าย และเก็บไว้ใช้ในการทดลองต่อไป
การวิเคราะห์ตัวอย่าง
ตรวจวัดคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำ โดยการวัดค่าความโปรงใสของน้ำ (Secchi depth) (Cole, 1994) วัดค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ค่าปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำ (total dissolved solids: TDS) ค่าความเค็ม (salinity) ค่าปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ (dissolved oxygen: DO) อุณหภูมิ (temperature) ค่าการนำไฟฟ้า (conductivity) และจัดจำแนกสาหร่ายโดยเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลที่มีอยู่ และจำแนกระดับหมวดและสกุลตาม Bold & Wynne (1978)
การทดลองย่อยที่ 2 ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก จากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์
ประชากรตัวอย่าง
กลุ่มของสาหร่ายจากบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
การสุ่มตัวอย่าง
สาหร่ายที่ใช้ในงานวิจัยนี้คัดเลือกจากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์ โดยสุ่มตัวอย่างแบบสุ่มสมบรูณ์ CRD (Completely Randomized Design) ได้จากการทดลองย่อยที่ 1
อาหารเลี้ยงเชื้อ
อาหารเหลวสูตร BG-11 และอาหารแข็งสูตร BG-11 ที่มีกลูโคสร้อยละ 1 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร
ขั้นตอนและวิธีการทดลอง
1. ศึกษาแหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ที่มีการแปรผันชนิดของแหล่งไนโตรเจนที่แตกต่างกัน 4 แหล่ง คือ NaNO3, KON3, Yeast extract และยูเรีย ที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร อุณหภูมิห้อง ภายใต้สภาวะที่มีแสงจากจากหลอดฟลูออเรสเซนท์ นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
2. ศึกษาปริมาณของแหล่งคาร์บอนที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ที่มีการแปรผันความเข้มข้นของกลูโคสร้อยละ 1, 3, 5, 7 และ 10 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ใช้แหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 1 ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร อุณหภูมิห้อง ภายใต้สภาวะที่มีแสงจากจากหลอดฟลูออเรสเซนท์ นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
3. ศึกษาอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ความเข้มข้นของกลูโคสที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 2 แปรผันอุณหภูมิแตกต่างกัน 4 ระดับ คือ อุณหภูมิห้อง, 20, 30 และ 40 องศาเซลเซียส โดยใช้แหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 1 ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร บ่มที่อุณหภูมิห้อง ภายใต้สภาวะที่มีแสงจากจากหลอดฟลูออเรสเซนท์ นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
4. ศึกษาสภาพกรดเบส (pH) ที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ความเข้มข้นของกลูโคสที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 2 แปรผันสภาพกรดด่างแตกต่างกัน 4 ระดับ คือ 5, 6, 7 และ 8 โดยใช้แหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 1 ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร บ่มที่อุณหภูมิเหมาะสมจากการทดลองที่ 3 ภายใต้สภาวะที่มีแสงจากจากหลอดฟลูออเรสเซนท์ นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
5. ศึกษาการเขย่าที่เหมาะสมต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ความเข้มข้นของกลูโคสที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 2 และปรับสภาพกรดเบสจากการทดลองที่ 4 แปรผันการเขย่าแตกต่างกัน 3 ระดับ คือ 0 (ไม่เขย่า), 100 และ 150 รอบต่อวินาที โดยใช้แหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 1 ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร บ่มที่อุณหภูมิเหมาะสมจากการทดลองที่ 3 ภายใต้สภาวะที่มีแสงจากจากหลอดฟลูออเรสเซนท์ นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
6. ศึกษาปัจจัยของแสงสว่างต่อการเจริญและสะสมไขมันของสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ความเข้มข้นของกลูโคสที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 2 และปรับสภาพกรด-เบส จากการทดลองที่ 4 แปรผันสภาวะการเพาะเลี้ยงแบบไม่มีแสงสว่าง (heterotrophic culture) และมีแสงสว่าง (photoautotrophic culture) เขย่าตามสภาวะที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 5 ใช้แหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 1 ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร อุณหภูมิที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 3 นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
7. การขยายขนาดเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็ก
เพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายในอาหารเหลว BG-11 ความเข้มข้นของกลูโคสที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 2 และปรับสภาพกรดเบสจากการทดลองที่ 4 สภาวะการเพาะเลี้ยงที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 6 เขย่าตามสภาวะที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 5 ใช้แหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมจากการทดลองที่ 1 ความเข้มข้นร้อยละ 0.1 ปริมาตร 250 มิลลิลิตร ในระดับขนาดของฟลาสก์ 5 ลิตร บ่มที่อุณหภูมิเหมาะสมจากการทดลองที่ 3 นาน 10 วัน เก็บตัวอย่างทุก 2 วัน เพื่อวิเคราะห์ปริมาณไขมันทั้งหมดตามวิธีของ Sato และ Murata (1988) และวัดอัตราการเจริญเติบโตของโดยวัดค่าน้ำหนักแห้งของเซลล์ (dry weight cell) ตามวิธีของ Chen et al (1996)
การทดลองย่อยที่ 3 ศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่ายขนาดเล็กจากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์
ประชากรตัวอย่าง
น้ำมันจากสาหร่ายขนาดเล็ก
การสุ่มตัวอย่าง
น้ำมันจากสาหร่ายที่ใช้ในงานวิจัยนี้คัดเลือกสาหร่ายสายพันธุ์ที่ได้จากจากบึงบอระเพ็ด ในจังหวัดนครสวรรค์ โดยทำการสุ่มตัวอย่างแบบสุ่มสมบรูณ์ CRD (Completely Randomized Design) ซึ่งได้จากการทดลองย่อยที่ 2
ขั้นตอนและวิธีการทดลอง
การเพาะเลี้ยงเซลล์สาหร่ายจากการทดลองย่อยที่ 2 ข้อ 7 นำเซลล์มา 1.0 กรัม มาสกัดเอาน้ำมันโดยวิธี Soxhlet extraction (Baker, 1984) ด้วยปิโตรเลียมอีเทอร์ จากนั้นนำน้ำมันมาไฮโดรไลซ์กรดไขมันโดยเติมคลอโรฟร์อม 3 มิลลิลิตร และไดเอธิลอีเทอร์ 3 มิลลิลิตร นำไประเหยที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส จากนั้นเติมร้อยละ 10 ของ BF3 2 มิลลิลิตร และเมทานอล 1 มิลลิลิตร รีฟลักซ์ที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส นาน 50 นาที ปล่อยไว้ให้เย็นแล้วเติม น้ำกลั่น 2.5 มิลลิลิตร เฮกเซน 1 มิลลิลิตร เขย่านาน 1 นาที ปล่อยไว้ให้เกิดการแยกชั้นจากนั้นนำสารละลายชั้นบน (รันตภรณ์ สีสิงห์ และงามนิจ นนทโส, 2551) ไปวิเคราะห์ชนิดและปริมาณของกรดไขมันด้วยเครื่อง Gas chromatography (Shimadhz Japan) น้ำมันสาหร่ายที่เหลือนำมาผลิตไบโอดีเซลกระบวนการทรานเอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) โดยชั่งน้ำมันสาหร่ายมา 1.5 กรัม ใส่ในหลอดฝาเกลียวขนาด 15 มิลลิลิตร เติมสารละลายกรดซัลฟุริคร้อยละ 100 (conc. H2SO4) 1.5 มิลลิลิตร อุณหภูมิของการเกิดปฏิกิริยาที่ 30 องศาเซลเซียส เขย่าในตู้บ่มที่ความเร็ว 130 รอบต่อนาที นาน 4 ชั่วโมง จากนั้นปล่อยให้สารละลายแยกชั้น ดูดส่วนบนที่เป็นไบโอดีเซลมาล้างด้วยปิโตรเลียมอีเทอร์ และน้ำร้อน 50 องศาเซลเซียส จากนั้นต้มเพื่อระเหยปิโตรเลียมอีเทอร์ออก แล้วนำไปวัดปริมาณไบโอดีเซลที่ผลิตได้ (Biodiesel yield) (รันตภรณ์ สีสิงห์ และงามนิจ นนทโส, 2551)
13.2 พื้นที่การวิจัย
บึงบอระเพ็ด ตั้งอยู่ในเขตอำเภอเมือง อำเภอชุมแสง และอำเภอท่าตะโก จังหวัดนครสวรรค์ ละติจูด 15 องศา 50 ลิปดา ถึง 15 องศา 45 ลิปดาเหนือ และเส้นลองจิจูดที่ 100 องศา 10 ลิปดา ถึง 100 องศา 23 ลิปดาตะวันออก
13.3 การวิเคราะห์ข้อมูล
นำข้อมูลที่ได้มาทำการวิเคราะห์ทางสถิติ โดยวิเคราะห์ความแปรปรวน (Analysis of Varience)และเปรียบเทียบความแตกต่างของผลผลิต โดยใช้วิธีการเปรียบเทียบความแตกต่างของค่าเฉลี่ยตามวิธี Duncan’s New Multiple Range Test ใช้โปรแกรมสำเร็จรูป SPSS version 11.5
13.4 สถานที่ทำการวิจัย
สถานที่ทำการวิจัยในการทดลองคือห้องปฏิบัติการสาขาชีววิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพ ภาควิชาวิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ อำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์ 60000
|
| คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) : | - |
| จำนวนเข้าชมโครงการ : | 808 ครั้ง |