งานวิจัย กลุ่มอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ (Biochemicals)

ข้อมูลงานวิจัยอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ (Biochemicals Research)

งานวิจัยส่วนท้องถิ่น
อุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ (Biochemicals)
รองศาสตราจารย์ ดร. อภิชาติ บุญทาวัน
การทำบริสุทธิ์กรดซัคซินิคที่ได้จากน้ำหมักด้วยเทคนิคนาโนฟิลเตชั่นและการตกผลึก (Purification of fermentation derived-succinic acid using nanofiltration and crystallization technique)
ปัจจุบันพลาสติกชีวภาพย่อยสลายได้กำลังเป็นที่สนใจ เนื่องจากไม่เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม กรดซัคซินิคถือเป็นกรดอินทรีย์ชนิดหนึ่งที่สามารถนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพลาสติกชีวภาพได้ โดยกรดซัคซินิคสามารถผลิตได้จากกระบวนการหมักด้วยเชื้อ Actinobacillus succinogenes ATCC 55618 สามารถผลิต กรดซัคซินิคได้ความเข้มข้นสูงสุดคือ 130.4 กรัมต่อลิตร คิดเป็น 0.62 gSA/gglucose นอกจากนี้ ผลผลิตสุดท้ายของการหมักจะได้ผลพลอยได้อื่น ๆ อาทิเช่น กรดแลคติค กรดอะซิติค กรดฟอร์มิค และไพรูวิค เท่ากับ 2.3, 16.7, 1.22 และ 50.5 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ โครงการนี้ จึงทำการศึกษากระบวนการทำบริสุทธิ์กรดซัคซินิค โดยใช้เทคนิคที่มีประสิทธิภาพและมีราคาถูกในการแยก กรดซัคซินิคออกจากกรดอินทรีย์ชนิดอื่น จึงพัฒนาโดยมีหน่วยปฏิบัติการ (unit operation) ต่าง ๆ ภายหลังจากการหมัก เริ่มจากการกรองเซลล์ โดยตัวอย่างจะถูกปั๊มผ่านเมมเบรนไมโครฟิลเตชั่นและเมมเบรนนาโนฟิลเตชั่น ผลการทดลองพบว่าค่าฟลักซ์จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปและปริมาตรสะสมและความเข้มข้นของเพอร์มิเอทเพิ่มขึ้นด้วย สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนชนิดอื่นออกจากน้ำหมักก่อน โดยเฉพาะโปรตีนและสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ รวมทั้งกาจัดสีของสารละลาย ทำให้ส่วนกรองที่ได้มีสีใส ตามด้วยทำการตกผลึก เนื่องจากค่าการละลายของ กรดซัคซินิคจะต่ำกว่ากรดอินทรีย์ชนิดอื่นสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการตกผลึกได้ด้วยการตกผลึกแบบชั้น ในขณะที่สารอื่น ๆ จะไม่สามารถตกผลึกได้ ทำให้ได้ตัวอย่างที่มีความบริสุทธิ์สูง อีกทั้งตัวอย่างที่ไม่ผ่านกระบวนการนาโนฟิลเตชั่น เมื่อเกิดการตกผลึก จะเกิดเป็นผลึกที่มีสีเหลือง ไม่ใส และคุณภาพต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่ผ่านนาโนฟิลเตชั่น พบว่ามีสีขาว ลักษณะใสคล้ายแก้ว จากการทดลองเติม seeding นั้นพบว่าจะได้ขนาดของผลึกที่ใหญ่ขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับที่ไม่ได้เติม seed (unseeding) ที่ high seeding พบว่าจะได้ขนาดของผลึกที่ใหญ่กว่า มีลักษณะใสกว่าแบบ low seeding ผลึกที่ได้ออกมาจะมีลักษณะที่ใกล้เคียงกับผลึกทางการค้า ผลจากการศึกษานี้ จึงสามารถใช้เป็นแนวทางในการทำบริสุทธิ์กรดซัคซินิคจากน้ำหมักในระดับโรงงานต้นแบบต่อไป
2562