รายงานการวจย กจกรรมการถายทอดเทคโนโลยเพอการใชประโยชนผลงานวจย

การถายทอดเทคโนโลยซลเวอรนาโนเพอพฒนาวสดเคลอบผวซลเวอรนาโนคอมพอสต ส าหรบปองกนการยดเกาะและเจรญของเชอจลนทรยทเครองจกรตามจดหมกหมมบรเวณลกหบ

รองศาสตราจารย ชชาต ธรรมเจรญ รองศาสตราจารย ดร. สนอง เอกสทธ

นายทวศกด จนทรดวง นายเทวกล ปทมะสวรรณ

นางสาวอปสร เปลยนสนไชย นางสาวณชนชา แพออน

นายสมนก กลนมา

ไดรบทนอดหนนเพอทำกจกรรมสงเสรมและสนบสนนการวจย ส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.)

ประจ าปงบประมาณ 2555

i

โครงการวจย การถายทอดเทคโนโลยซลเวอรนาโนเพอพฒนาวสดเคลอบผวซลเวอรนาโนคอมพอสตส าหรบ ปองกนการยดเกาะและเจรญของเชอจลนทรยทเครองจกรตามจดหมกหมมบรเวณลกหบ

คณะผวจย 1. นายชชาต ธรรมเจรญ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 2. นายสนอง เอกสทธ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 3. นายทวศกด จนทรดวง คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 4. นายเทวกล ปทมะสวรรณ บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด 5. นางสาวอปสร เปลยนสนไชย บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด 6. นางสาวณชนชา แพออน บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด 7. นายสมนก กลนมา บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด ไดรบทนอดหนนประเภท กจกรรมการถายทอดเทคโนโลยเพอการใชประโยชนผลงานวจย จ านวนเงน 318,000 บาท (สามแสนหนงหมนแปดพนบาทถวน) ระยะเวลาท าการวจย 6 เดอน (1 กนยายน 2555 – 28 กมภาพนธ 2556)

บทคดยอ โครงการถายทอดเทคโนโลยซลเวอรนาโนเพอพฒนาวสดเคลอบผวซลเวอรนาโนคอมพอสตส าหรบ ปองกนการยดเกาะและเจรญของเชอจลนทรยทเครองจกรตามจดหมกหมมบรเวณลกหบน เปนโครงการ ตอยอดผลงานวจยเพอการน าไปใชประโยชนเชงพาณชย โครงการการใชประโยชนจากผลงานวจยนเกดขน จากการประชมรวมกนระหวางผประกอบการภาค เอกชน (นางสาวอปสร เปลยนสนไชย และ นางสาวนชนชา ผาเอยม) นกวจยจากภาครฐ (รศ.ดร.สนอง เอกสทธ) ภายใตการสนบสนนของส านกงาน คณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.) ระหวางงานการน าเสนอผลงานวจยแหงชาต ประจ าป 2555 (Thailand Research Expo 2012) ณ หองแสดงนทรรศการ ตกเซนทรลเวลด กรงเทพมหานคร (วนท 27 สงหาคม 2555) โดยบรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด มความตองการทจะพฒนาสเคลอบเครองจกร ส าหรบ การหบออยและพฒนาน ายาส าหรบการปองกนการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยดวยเทคโนโลย ซลเวอรนาโน ซงเปนหนงของผลงานวจยพนฐานท วช. ใหการสนบสนน เพอแกปญหาเกยวกบเชอแบคทเรยในกระบวนการผลตน าตาล โดยโครงการนเปนโครงการน ารอง ส าหรบ การแกปญหาเชอแบคทเรยทโรงหบออยดานชาง จงหวดสพรรณบร หากผลการวจยประสบผลส าเรจและมประสทธภาพตามวตถประสงคจะมการตอยอดและน าผลงาน วจยไปใชในโรงหบออยอนของบรษทอก 5 แหง การด าเนนการวจยประสบความลาชาเนองจากตองด าเนนการวเคราะหทดสอบในระดบโรงงานเฉพาะในชวงฤดการหบออยเทานน นอกจากนนการประชมของคณะผบรหารมมตใหชะลอการวเคราะหทดสอบทโรงงานหบออยดานชาง จนกวาจะมการทดสอบดานความปลอดภย เนองจากน าตาลจากโรงงานดานชางเปนน าตาลทผลตเพอการบรโภค นกวจยจงตองท างานวเคราะหทดสอบทโรงงานหบออยแมสอดซงผลตน าตาลเพอการผลตไบโอดเซล อยางไรกตามผลการทดลองทงในระดบหองปฏบตการและระดบโรงงานบงชวาสเคลอบผวทผสมอนภาคซลเวอรนาโนไมไดมประสทธภาพในการฆาเชอแบคทเรยทเพมขนอยางมนยส าคญเทยบกบสทไมไดผสมอนภาคซลเวอรนาโน เนองจากระยะเวลาในการส าผสระหวางน าออยกบสในกระบวนการผลตนนสนเกนไป นอกจากนนน าออยทแหงเปนฟลมบนสเคลอบยงปองกนการละลายของอนภาคซลเวอรนาโนเปนไอออนเงนทมประสทธภาพฆาเชอแบคทเรย ท าใหเชอแบคทเรยสามารถเจรญเตบโตไดอยางปรกตในระบบการหบออย ค าส าคญ: สเคลอบอพอกซซลเวอรนาโนคอมพอสต สปองกนเชอ อตสาหกรรมน าตาล Antibacterial Coating, Silver nanocomposite, Sugar Industry

ii

กตตกรรมประกาศ

โครงการวจยนไดรบทนสนบสนนการวจยจากส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.) ภายใตโครงการ กจกรรมการถายทอดเทคโนโลยเพอการใชประโยชนผลงานวจย กรณส าหรบผลผลตงานวจยทไดรบการสนบสนนจาก วช. ประจ าปงบประมาณ 2555 คณะผวจยขอขอบคณคณะกรรมการผทรงคณวฒของส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต ทสละเวลา และตงใจอานรายงานผลการวจยโดยละเอยด พรอมใหค าแนะน าทเปนประโยชนในการปรบปรง ผลงาน และรายงานการวจย รวมถงการแนะน าแนวทางการน าเสนอผลการวจยและการวจยตอเนองกอใหเกดประโยชนตอคณะนกวจย คณะนกวจยขอขอบคณบคลากรของส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต ทใหการสนบสนน นกวจยในการพฒนานวตกรรมตอยอดจากงานวจยพนฐาน การทคณะนกวจยไดมโอกาสท าวจยในโครงการทมศกยภาพเชงพาณชย คณะนกวจยไดรบประสบการณและประโยชนจากการวจยและการแกปญหาทพบในการวจยและพฒนานวตกรรม คณะนกวจยยงไดมโอกาสในการสรางและพฒนาบคลากรรนใหมดานนาโนเทคโนโลย โดยเฉพาะนกวจยทมมมมองในการพฒนางานวจยพนฐานใหเปนนวตกรรม ลดการพงพาเทคโนโลยจากตางประเทศ คณะนกวจย

iii

สารบญ หนา บทคดยอ (ไทย) i กตตกรรมประกาศ iii สารบญเรอง iv สารบญรป Vi สารบญตาราง ix บทท 1 บทน า 1 ความส าคญ ทมาของกจกรรมการถายทอดเทคโนโลย 1 ปญหาของโรงงานหบออย 1 แนวทางการแกปญหาดวยนาโนเทคโนโลยซลเวอรนาโน 2 เอกสารอางอง 4 วตถประสงคของโครงการ 5 บทท 2 กจกรรมการถายทอดเทคโนโลย 7

1 การประชมรวมเพอก าหนดทศทางการท างานรวมกน 7 2 กจกรรมการถายทอดวธการผลตเกลอซลเวอรไนเตรตและอนภาคซลเวอรนาโนส

ภาคอตสาหกรรม

8 2.1 วธการผลตเกลอซลเวอรไนเตรตทมการปองกนการเกดกาซ NOx 8 2.2 ถายทอดวธการผลตผงอนภาคระดบนาโนเมตรของเงนโดยใชน าตาลทรายเปนตวรดวซ 9 2.3 การผสมคอลลอยดของอนภาคโลหะเงนกบสเพอเพมคณสมบตในการตอตานเชอแบคทเรย

10

2.4 การทดสอบการกระจายตวของอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนเมอผสมกบส 10 3. การวเคราะหทดสอบประสทธภาพการฆาเชอของสผสมอนภาคนาโนในหองปฏบตการ 10

3.1 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยในหองปฏบตการ 10 3.2 การทดสอบประสทธภาพการฆาเชอและการตกคางของอนภาคนาโนเมตรของโลหะเงนในน าออย

10

3.3 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยทโรงงานมตรผลทแมสอด 11 บทท 3 ผลลพธการถายทอดเทคโนโลยและการทดสอบประสทธภาพของสผสมอนภาคซล

เวอรนาโน 12

1 การสงเคราะหอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงน 12 2 การผสมอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงนกบสส าหรบเคลอบผวโลหะ 12 3 ประสทธภาพการฆาเชอแบคทเรยในน าออยของสชนดตางๆ 13 3.1 การทดสอบประสทธภาพการฆาเชอแบคทเรยของสทใชเคลอบผวโลหะ 13 3.2 การศกษาการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยบนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ 15

3.3 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยในหองปฏบตการ 18 3.4 การทดสอบประสทธภาพการฆาเชอและการตกคางของอนภาคนาโนเมตรของโลหะเงนในน าออย

3.5 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยทโรงงานมตรผลทแมสอด 19

iv

บทท 4 บทสรปและขอเสนอแนะ 25 ปญหา และ/หรอ อปสรรค 26

ภาคผนวก 28 ภาคผนวกท 1 power point presentation สรปผลการถายทอดเทคโนโลยและผลการวจย 28

v

สารบญรป หนา

รปท 1 ภาพถายจากกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด แสดงอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงนทไดจากการรดวซดวยน าตาลทราย 12

รปท 2 ผลการทดสอบการมอยและการกระจายตวของอนภาคซลเวอรนาโนบนผวของสเคลอบโลหะทใชในโรงหบออย โดยการท าปฏกรยากบ ไฮโดรเจนเพอรออกไซด (30%) หากเกดฟองอากาศขนแสดงวามอนภาคระดบนาโนเมตรของเงนทผวของสเคลอบ (A) พนผวของสอพอกซทปกคลมดวยไฮโดรเจนเพอรออกไซด (B) พนผวสน ามนทปกคลมดวยไฮโดรเจน เพอรออกไซด และ (C) ผวของสน ามนบรเวณทผวหนาถกขดเปนรอง การปรากฏฟองอากาศจ านวนมากแสดงวามอนภาคนาโนฝงอยภายใตพนผวส าน ามนจ านวนมาก 13

รปท 3 กราฟแสดงปรมาณเชอในน าออยทผานเหลกเคลอบสแตละประเภท 14 รปท 4 การเตรยมตวอยางชนงานเพอศกษาการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยบนผวของโลหะ

เคลอบสชนดตางๆ 15 รปท 5 กราฟแสดงปรมาณเชอในหนวย log CFU บนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ 17 รปท 6 กราฟแสดงปรมาณเชอบนผวของโลหะเคลอบสทเปลยนแปลงตามเวลาการสมผสของ

น าออย 18 รปท 7 ปรมาณของเชอจลนทรยกอนท าการทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน 21 รปท 8 ปรมาณของเชอจลนทรยหลงท าการทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน 21 รปท 9 แสดงการเปรยบเทยบผลตางของปรมาณของเชอจลนทรยใน first juice และ mixed

juice ของระบบกอนทาสและหลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน 22 รปท 10 การเปรยบเทยบปรมาณของเชอจลนทรยบรเวณของโรงงานทเลอกจดท 1 ของระบบกอน

ทาสและหลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน 23 รปท 11 การเปรยบเทยบปรมาณของเชอจลนทรยบรเวณของโรงงานทเลอกจดท 2 ของระบบกอน

ทาสและหลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน 24

vi

สารบญตาราง หนา

ตารางท 1 ผลการทดสอบการเลยงเชอ 14 ตารางท 2 ผลวเคราะหปรมาณเชอในหนวย CFU บนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ 16 ตารางท 3 ผลวเคราะหปรมาณเชอในหนวย log CFU บนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ 16 ตารางท 4 ผลวเคราะหเชอจลนทรยในตวอยางน าออย First juice และ mixed juice

ในอาหาร PCA ดวยเทคนค pour plate (บนพนผวทไมมการทาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน) 19

ตารางท 5 ผลวเคราะหเชอจลนทรยในตวอยางน าออย first juice และ mixed juice ในอาหาร PCA ดวยเทคนค pour plate (บนพนผวททาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน) 20

ตารางท 6 ผลตดตามเชอจลนทรยในทผนงดานในของรางล าเลยงน าออย กอนและหลงทาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน จดท 1 22

ตารางท 7 ผลตดตามเชอจลนทรยในทผนงดานในของรางล าเลยงน าออย กอนและหลงทาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน จดท 2 23

ตารางท 8 สรปผลการเปรยบเทยบการตดตามเชอจลนทรยกอนและหลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน ดวยการผลตางของ log 23

1

บทท 1 บทน า

ความส าคญ ทมาของกจกรรมการถายทอดเทคโนโลย โครงการถายทอดเทคโนโลยซลเวอรนาโนเพอพฒนาวสดเคลอบผวซลเวอรนาโนคอมพอสตส าหรบ ปองกนการยดเกาะและเจรญของเชอจลนทรยทเครองจกรตามจดหมกหมมบรเวณลกหบน เปนโครงการ ตอยอดผลงานวจยเพอการน าไปใชประโยชนเชงพาณชย โครงการการใชประโยชนจาาผลงานวจยน เกดขน จากการประชมรวมกนระหวางผประกอบการภาค เอกชน (นางสาวอปสร เปลยนสนไชย และ นางสาวนชนชา ผาเอยม ) นกวจยจากภาครฐ (รศ.ดร.สนอง เอกสทธ ) ภายใตการสนบสนนของส านกงาน คณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.) ระหวางงานการน าเสนอผลงานวจยแหงชาต ประจ าป 2555 (Thailand Research Expo 2012) ณ หองแสดงนทรรศการ ตกเซนทรลเวลด กรงเทพมหานคร (วนท 27 สงหาคม 2555) โดยบรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด มความตองการทจะพฒนาสเคลอบเครองจกร ส าหรบ การหบออยและพฒนาน ายาส าหรบการปองกนการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยดวยเทคโนโลย ซลเวอรนาโน ซงเปนหนงของผลงานวจยพนฐานท วช. ใหการสนบสนน ผลสรปจากการประชมคอจะม การจดท าโครงการ พฒนานวตกรรมและตอยอดผลงานวจยรวมกนระหวางนกวจยภาครฐและนกวจย ภาคเอกชน โดยการสนบสนนทนวจยรวมกนระหวางส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต และ บรษท มตรผลวจยพฒนาออย และน าตาล จ ากด เพอแกปญหาเกยวกบเชอแบคทเรยในกระบวนการผลตน าตาล โดยผลงานและนวตกรรม ทเกดขนจะเปนทรพยสนทางปญญารวมกนของส านกงานคณะกรรมการวจย แหงชาต (วช. ) บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด และ จฬาลงกรณมหาวทยาลย ซงเปนหนวยงานตนสงกดของ รศ.ดร.สนอง เอกสทธ โดยโครงการน เปนโครงการน ารอง ส าหรบ การแกปญหาเชอแบคทเรยทโรงหบออยดานชาง จงหวดสพรรณบร หากผลการวจยส าเรจและมประสทธ ภาพตามวตถประสงคจะมการตอยอดและน าผลงาน วจยไปใชในโรงหบออยอนของบรษทอก 5 แหง ปญหาของโรงงานหบออย การส ารวจขอมลผลผลตน าตาลทรายของประเทศไทยจากโรงงานทงหมด 46 แหงทวประเทศ ระหวางปฤดการผลตออยและน าตาล 2546/47 ถง 2549/50 พบวาในกระบวนการผลต มการสญเสยน าตาลไปเทากบ 1.3 ลานตนตอป (คาเฉลยตอปรวมทกโรงงาน) ซงเทากบวาประเทศไทย ตองสญเสยเงนซงเปนผลก าไร จากการขายน าตาลมากกวา 50,000 ลานบาท(ศนยบรหารการผลต: กระทรวงอตสาหกรรม 2550) เมอพจารณาถงลกษณะของการสญเสยน าตาลในกระบวนการผลต จะพบวาการสญเสยทางจลชววทยา (Microbiological loss) เปนปจจยทควบคมไดยากส าหรบโรงงาน ผลตน าตาลทราย โดยทวไปน าออยทหบได จะมการปนเปอนดวยสงเจอปนตางๆ คอนขางสง โดยเฉพาะจลนทรยดนทมกเกาะตดอยตามราก และสวนตางๆ ของตนออย จลนทรยในออยทถกเกบ เกยวมกเปน Leuconostoc spp. ซงสามารถใช น าตาลในออยเปนสารอาหารส าหรบการเจรญ และผลตเดกซแทรน (dextran) ซงเปนสารชวโมเลกลทเปน พอลเมอรของกลโคส พบวาถาตรวจพบ เดกซแทรน ในระดบ 100 ppm (100 μg/mg) จะเกดการสญเสย น าตาลซโครสประมาณรอยละ 0.4 ทงนการสญเสยน าตาลซโครสไปจะมผลใหคาคว ามบรสทธของน าออย ทหบสกดไดลดลง น าตาลทยงคง เหลออยมจ านวนนอยลงท าใหเกบเกยวน าตาลไดนอย เมอหาความสญเสย น าตาลซโครสในกระบวนการ ผลตทแทจรง ของโรงงานน าตาลมตรผล ดานชาง พบการสญเสยสวนใหญ เกดทในระบบการหบสกด เนองจากการสญเสยทางเคมและชวภาพทลกหบ และพกใส การ Inversion ทลกหบสวนใหญจะเกดจาก การปนเปอนจลนทรยจากสงเจอปนในออย การตกคางหมกหมมของ

2

กากออย และ น าออยในระบบ ลกหบและการดแลความสะอาดไมทวถง เกดเปนเมอกจลนทรย และ Dextran ทท าลาย Sucrose ซงมผลใหประสทธภาพการผลตน าตาลลดลง มคาใชจายในการก าจดเชอ การใชพลงงานและ สารเคม ในกระบวนการผลตเพมขน ปรมาณน าเสยในระบบเพมขน คาใชจายในการบ าบดของเสยเพมขน แนวทางการแกปญหาดวยนาโนเทคโนโลยซลเวอรนาโน คณะนกวจยของหนวยปฏบตการวจยอปกรณรบร ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร ไดพฒนานวตกรรม การผลตอนภาคซลเวอรนาโนเพอการประยกต เชงพาณชย ซงเปนผลผลตจากโครงการวจยทไดรบทน สนบสน การวจยจากส านกงานคณะกรรมการวจย แหงชาต (วช.) นวตกรรมทพฒนาขนมศกยภาพ การผลตอนภาคซลเวอรนาโนคณภาพสงทพรอมส าหรบ การถายทอดเพอการตอยอดของอตสาหกรรมไทย โดยเฉพาะอตสาหกรรม SME ซงจะท าใหศกยภาพการแขง ขนของภาคอตสาหกรรมไทยสงขน ลดตนทน การผลต และลดการสญเสย ดวยนาโนเทคโนโลยทสามารถ พฒนาไดอยางตอเนองโดยไมมขอจ ากด ส าหรบปญหาของโรงหบออยนน คณะนกวจยจะไดท างานวจยรวม กบนกวจยของบรษท มตรผลวจย พฒนาออยและน าตาล จ ากด โดยเบองตนจะพฒนาสหรอวสดเคลอบผวทม ความทนทานซงมการพฒนา ใหสามารถตานการเจรญเตบโตบนพนผวได เพอน าไปใชเคลอบสวนตางๆ ของ เครองจกรหบออยทมการสะสมหรอมแนวโนมการปนเปอนของเชอแบคทเรยทตดมากบออยดบ โดยโครงการ พฒนาวสดเคลอบผวนจะเปนการใชประโยชนและตอยอดเชงพาณชยของโครงการวจยทไดด าเนนการมาแลว โครงการวจยครอบคลม (1) การพฒนาสตรวสดเคลอบผวชนดอพอกซทมการตรงอนภาคซลเวอรนาโนในเนอสเพอความคงทนและ

ประสทธภาพสงในการก าจดเชอแบคทเรย (2) การทดสอบการเคลอบผวโลหะเครองจกรหบออย (3) การตรวจสอบประสทธภาพการยบยงเชอ (4) การพฒนาสตรเพอใหใชงาย สามารถด าเนนการโดย ผประกอบการ (5) การพฒนาอปกรณแบบพกพาเพอใชในการตรวจสอบการมอยของอนภาคซลเวอรนาโนในสเคลอบ (6) การถายทอดและการฝกบคลากรของภาคอตสาหกรรมใหสามารถใชงานสเคลอบและตรวจสอบสเคลอบ

โครงการพฒนาสเคลอบผวซลเวอรนาโนคอมพอสตเพอแกปญหาการสญเสยน าตาลจากกจกรรมของ

จลนทรยทปนเปอนในกระบวนการผลตน าตาลมวตถประสงคเพอลดการสญเสยน าตาลในกระบวนการผลต ซงการสญเสยทเกดขนนนพบวาม 3 ลกษณะ คอ การสญเสยทางเคม การสญเสยทางกายภาพ และการสญเสยทางจลชววทยา แตการสญเสยทางจลชววทยา (Microbiological loss) เปนปจจยทควบคมไดยากส าหรบโรงงานผลตน าตาลทราย เนองมาจากขนตอนการหบน าออยทวไปจะมการปนเปอนดวยสงเจอปนตางๆ คอนขางสง โดยเฉพาะจลนทรยดนทมกเกาะตดอยตามรากและสวนตางๆ ของตนออย จะปนเปอนมาในขณะทมการเกบเกยวออย หรอมการเผาออยกอนการเกบเกยว ลวนแลวท าใหมการปนเปอนของเชอจลนทรยในปรมาณทสง ซงจลนทรยเหลานนมผลใหประสทธภาพการผลตน าตาลลดลง

เปนททราบกนดวาไอออนของโลหะเงนและอนภาคของโลหะเงนในระดบนาโนเมตรมคณสมบตในการตอตานเชอแบคทเรยทดมาก ซงมคณะนกวจยไดท าการศกษาคณสมบตในการตอตานเชอแบคทเรยของไอออนของโลหะเงนและอนภาคของโลหะเงนในระดบนาโนเมตรเปนจ านวนมาก

ในป ค.ศ. 2000 Feng และคณะ [1] ไดท าการศกษากลไกลในการตอตานเชอแบคทเรย 2 ชนด ไดแก S. aureus และ E. coli. ของไอออนของโลหะเงนในตวกลาง Luria Bertoni ทอณหภม 37°C เปนเวลา 16

3

ชวโมง พบวา ไอออนของโลหะเงนเขาไปในเซลลของแบคทเรยและไปสรางพนธะกบสารประกอบในผนงเซลลทมอะตอมของก ามะถนและสมารถเขาไปท าลาย DNA ของแบคทเรย สงผลใหเซลลของแบคทเรยตายในทสด

ในป ค.ศ. 2003 Matsumura และคณะ [2] ไดท าการศกษากลไกของการตอตานเชอ E.coli ของไอออนของโลหะเงนบนซโอไลท ผลจากการศกษา Matsumura ไดเสนอวา กลกลในการตอตานแบคทเรยนาจะเกดจาก 2 กระบวนการหลก คอ ขนแรกเซลลของแบคทเรยทตดอยกบซโอไลทจะดดซบเอาไอออนของโลหะเงนเขาไป แลวเซลลจะโดนท าลายและสรางสารประกอบทวองไวในการเกดปฏกรยาของออกซเจนขนมา หลงจากนนสารประกอบนจะไปยบยงการท างานของเอนไซมทเกยวของกบระบบการหายใจของแบคทเรย สงผลใหเซลลของแบคทเรยถกท าลายในทสด

ในป ค.ศ. 2005 Baker และคณะ [3] ไดรายงานวาอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนทไดจากการสงเคราะหโดยวธ inert gas condensation and co-condensation สามารถยบยงการเจรญของเชอ E. coli ไดดมากถงแมจะมความเขมขนเพยง 8 µg/cm2 ซงตอมา Morones และคณะ [4] ไดท าการศกษาการตอตานเชอ E. coli ของอนภาคของโลหะเงนทมขนาด 1-100 นาโนเมตรและมรปรางแตกตางกน ซงผลจากการศกษาพบวา อนภาคของโลหะเงนทมขนาดเลก (~5 นาโนเมตร) มประสทธภาพดทสดในการตอตานเชอแบคทเรย แตทความเขมขนมากกวา 75 µg/cm2 จะมประสทธภาพในการตอตานเชอแบคทเรยไมแตกตางกน

ในป ค.ศ. 2006 Panacek และคณะ [5] ไดรายงานวาอนภาคคอลอยดของโลหะเงนทมขนาดแตกตางกนจะสงผลตอการตอตานเชอแบคทเรยแกรมบวกและแกรมลบ ซงผลการศกษาพบวาอนภาคคอลลอยดทมขนาด 25 นาโนเมตรมประสทธภาพในการฆาเชอแบคทเรยไดดทสดถงแมจะมความเขมขนเพยง 1.69 µg/mL

ในป ค.ศ. 2007 Pal และคณะ [6] ไดท าการศกษาผลของรปรางของอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน ไดแก รปรางทรงกลม รปรางแบบแทง รปรางแบบแผนสามเหลยมมมตด ทมความเขมขนแตกตางกน (1, 6, 12, 12.5, 50, และ 100 µg ตอปรมาตร 100 µL) ตอการตอตานเชอแบคทเรย E. coli ผลการศกษาพบวาประสทธภาพในการตอตานเชอแบคทเรยของอนภาคของโลหะเงนขนอยกบรปราง ซงรปรางแบบทรงกลมสามารถตอตานเชอแบคทเรยทความเขมขนตงแต 12.5 µg ในขณะทรปรางแบบแผนสามเหลยมมมตดจะมความเขมขนเพยง 1 µg เทานน

จากงานวจยทงหมดจะพบวาอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน มประสทธภาพในการตอตานเชอแบคทเรยทดมาก และในปจจบนนนกวจยสามารถสงเคราะหและควบคมขนาดของอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนไดจากหลายวธการ

ในป ค.ศ.1993 Huang และคณะ [7] ไดท าการสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนทมขนาดเลกกวา 10 นาโนเมตรดวยกระบวนการ Chemical reduction โดยใช 2-propanol เปนตวรดวซและใช Nafion เปนสารชวยเสถยร ซงวธการทพฒนาขนมานยงมการกระจายของขนาดอนภาคทคอนขางกวางและผลตภณฑทไดไมมความเสถยรในสภาวะกรด

ในป ค.ศ.1993 Pluym และคณะ [8] ไดท าการสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนทความเขมขนสงดวยวธการ spray pyrolysis โดยใชเกลอ AgNO3 เปนแหลงของโลหะเงน ซงท าการเผาทอณหภมตางๆ และเปลยนชนดของแกสตวพา วธการทพฒนาขนนยงมการกระจายของขนาดอนภาคทคอนขางกวางและผลตภณฑทไดจะมขนาดใหญประมาณ 1 ไมโครเมตร

ในป ค.ศ.1999 Shirtcliffe และคณะ [9] ไดท าการรดวซ AgNO3 ดวยสารละลาย Sodium Borohydride เปนตวรดวซโดยใชน าเปนตวท าละลายเพอท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน ดวยวธการทพฒนาขนมานสามารถสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนทมขนาดเลกกวา 3 นาโนเมตรได

4

และผลตภณฑมการกระจายของขนาดอนภาคทแคบอกดวย แตยงมขอจ ากดคอสามารถสงเคราะหไดทความเขมขนคอนขางต า และใชเวลาในการสงเคราะหทยาวนาน

ในป ค.ศ.2000 Mafuné และคณะ [10] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยวธการ Laser Ablation ของแผนโลหะเงนในสารละลาย CnH2n+1SO4Na, (n = 8, 10, 12, 16) ซงวธการนสามารถควบคมขนาดของอนภาคไดคอนขางด แตไมเหมาะสมส าหรบการสงเคราะหในปรมาณมากๆ

ในป ค.ศ.2002 Sondi และคณะ [11] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนโดยการรดวซสารละลาย AgNO3 ดวย ascorbic acid ทม Daxad 19 เปนสารชวยเสถยร ซงสมารถสงเคราะหไดทความเขมขนสง มการกระจายตวของขนาดอนภาคแคบ สมารถควบคมขนาดอนภาคไดด และใชเวลาในการสงเคราะหนอย แตมขอจ ากดคออนภาคของโลหะเงนทไดมการรวมตวกนอยางรวดเรวเนองจากความเขมขนทสง

ในป ค.ศ.2004 Liu และคณะ [12] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยวธการ Sonoelectrochemical methods ของแผนโลหะเงนในสารละลายทมน าเปนตวท าละลายโดยไมมการใชสารชวยเสถยร วธการนสามารถสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนทมขนาดเลกกวา 2 นาโนเมตรไดโดยไมตองใชสารชวยเสถยร แตตองใชเวลาในการสงเคราะหทยาวนาน รวมถงไมเหมาะกบการสงเคราะหในปรมาณมากๆ

ในป ค.ศ.2005 Canamares และคณะ [13] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยกระบวนการ Chemical reduction โดยการใช citrate และhydroxylamine เปนตวรดวซ และใช เกลอ AgNO3 เปนแหลงของโลหะเงนโดยไมใชสารชวยเสถยร ผลตภณฑทไดจะมการกระจายตวของขนาดอนภาคคอนขางกวางและเกดการรวมตวกน

ในป ค.ศ.2006 Panacek และคณะ [5] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยการรดวซสารเชงซอน [Ag(NH3)2]

+ ดวย monosaccharides (glucose and galactose) และ disaccharides (maltose and lactose) ในสารละลายแอมโมเนยท pH ตางๆ พบวาผลตภณฑทไดมการกระจายตวของขนาดอนภาคทแคบและสามารถควบคมขนาดของอนภาคไดด

ในป ค.ศ.2007 Mohan และคณะ [14] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยการใช hydrogel เปน nanoreactor ส าหรบการสงเคราะหอนภาคระดบนาโนของโลหะเงนโดยใช NaBH4 เปนตวรดวซ และสารชวยเสถยร พบวาสามารถสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนทซงมการกระจายตวของขนาดอนภาคทแคบและมขนาดเลกกวา 3 นาโนเมตรได แตตองสงเคราะหทความเขมขนต า และใชเวลานาน ในป ค.ศ.2008 Xu และคณะ [15] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยกระบวนการ Photoreduction ของสารเชงซอน [Ag(NH3)2]

+ โดยม PVP ท าหนาทเปนทงตวรดวซและสารชวยเสถยร พบวาสามารถสงเคราะหอนภาคเงนทมขนาดเลก 4-6 นาโนเมตร ไดทความเขมขนสง ซงมการกระจายตวของขนาดอนภาคทแคบๆ แตตองใชเวลาในการสงเคราะหทยาวนาน ในป ค.ศ.2009 Liu และคณะ [16] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยกระบวนการฉายรงสแกมมาใหกบสารละลาย AgNO3 ทความเขมขนสงทม sodium alginate เปนสารชวยเสถยร พบวาสามารถสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนทมการกระจายตวของขนาดอนภาคแคบๆ ทมความเสถยรสง ในป ค.ศ.2011 Setua และคณะ [17] ไดท าการสงเคราะหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนดวยกระบวนการ ionic liquid reverse micelles โดยใช 1-buthyl-3 methyl immidazonium

5

tetrafluoroborate และ 1-Butyl-1 methyl pyrrolidinium trifluoromethanesulfonate เปนสารไอออนกเหลว ใน Triton x-100 และ cyclohexane พบวาสามารถสงเคราะหอนภาคของโลหะเงนมขนาดเลกกวา 3 นาโนเมตร ทมการกระจายตวของขนาดอนภาคแคบๆ แตตองท าการสงเคราะหทความเขมขนต า และระยะเวลาทใชในการสงเคราะหทยาวนาน

ดงนนโครงการนจงมวตถประสงคเพอพฒนาสหรอวสดเคลอบผวทม ความทนทานซงมการพฒนาใหสามารถตานการเจรญเตบโตของเชอบนพนผวได เพอน าไปใชเคลอบสวนตางๆ ของ เครองจกรหบออยทมการสะสมหรอมแนวโนมการปนเปอนของเชอแบคทเรยทตดมากบออยดบ ซงจะลดการเจรญเตบโตของเชอตามจดหมกหมมบรเวณเครองจกรในกระบวนการผลต ลดการสญเสยน าตาล เพมประสทธภาพการผลตน าตาล ทงเปนการพฒนาบคคลากรใหมองคความร โดยมสมมตฐานวาสทใชทาพนผวทมสวนผสมของอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนจะมคณสมบตในการฆาเชอโดยการสมผส เมอทาสทรางรบน าออยและรางล าเลยงน าออย สจะไปมผลฆาเชอจลนทรยใน mixed juice ใหลดต าลง เกดผลตางของปรมาณเชอจลนทรยในน าออย first และ mixed กอนทาสจะต ากวาหลงทาส

การด าเนนโครงการวจยทงหมดอยภายใตการสนบสนนทนการพฒนานวตกรรมเพอการตอยอดงานวจย จาก ส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.) และ บรษท มตรผลวจย พฒนาออยและ น าตาล จ ากด เอกสารอางอง 1. Feng, Q.L., J. Wu, G.Q. Chen, F.Z. Cui, T.N. Kim, and J.O. Kim, A mechanistic study of the

antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Journal of Biomedical Materials Research, 2000. 52(4): p. 662-668.

2. Matsumura, Y., K. Yoshikata, S.-i. Kunisaki, and T. Tsuchido, Mode of bactericidal action of silver zeolite and its comparison with that of silver nitrate. Applied and Environmental Microbiology, 2003. 69(7): p. 4278–4281.

3. Baker, C., A. Pradhan, L. Pakstis, D. Pochan, and S. Shah, Synthesis and antibacterial properties of silver nanoparticles. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2005. 5(2): p. 244-9.

4. Morones, J.R., J.L. Elechiguerra, A. Camacho, K. Holt, J. Kouri, B. , J.T. Ramírez, and M.J. Yacaman, The bactericidal effect of silver nanoparticles. Nanotechnology, 2005. 16(10): p. 2346.

5. Panácek, A., L. Kvítek, R. Prucek, M. Kolár, R. Vecerová, N. Pizúrová, V.K. Sharma, T.j. Nevecná, and R. Zboril, Silver colloid nanoparticles:  Synthesis, characterization, and their antibacterial activity. The Journal of Physical Chemistry B, 2006. 110(33): p. 16248-16253.

6. Pal, S., Y.K. Tak, and J.M. Song, Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? A study of the gram-negative bacterium Escherichia coli. Applied and Environmental Microbiology, 2007. 73(6): p. 1712–1720.

7. Huang, Z.Y., G. Mills, and B. Hajek, Spontaneous formation of silver particles in basic 2-propanol. The Journal of Physical Chemistry, 1993. 97(44): p. 11542-11550.

6

8. Pluym, T.C., Q.H. Powell, A.S. Gurav, T.L. Ward, T.T. Kodas, L.M. Wang, and H.D. Glicksman, Solid silver particle production by spray pyrolysis. Journal of Aerosol Science, 1993. 24(3): p. 383-392.

9. Shirtcliffe, N., U. Nickel, and S. Schneider, Reproducible Preparation of Silver Sols with Small Particle Size Using Borohydride Reduction: For Use as Nuclei for Preparation of Larger Particles. Journal of Colloid and Interface Science, 1999. 211(1): p. 122-129.

10.Mafuné, F., J.-y. Kohno, Y. Takeda, T. Kondow, and H. Sawabe, Structure and Stability of Silver Nanoparticles in Aqueous Solution Produced by Laser Ablation. The Journal of Physical Chemistry B, 2000. 104(35): p. 8333-8337.

11.Sondi, I., D.V. Goia, and E. Matijevic, Preparation of highly concentrated stable dispersions of uniform silver nanoparticles. Journal of Colloid and Interface Science, 2003. 260(1): p. 75-81.

12.Liu, Y.-C., L.-H. Lin, and W.-H. Chiu, Size-Controlled Synthesis of Gold Nanoparticles from Bulk Gold Substrates by Sonoelectrochemical Methods. The Journal of Physical Chemistry B, 2004. 108(50): p. 19237-19240.

13.Cañamares, M.V., J.V. Garcia-Ramos, J.D. Gómez-Varga, C. Domingo, and S. Sanchez-Cortes, Comparative Study of the Morphology, Aggregation, Adherence to Glass, and Surface-Enhanced Raman Scattering Activity of Silver Nanoparticles Prepared by Chemical Reduction of Ag+ Using Citrate and Hydroxylamine. Langmuir, 2005. 21(18): p. 8546-8553.

14.Murali Mohan, Y., K. Lee, T. Premkumar, and K.E. Geckeler, Hydrogel networks as nanoreactors: A novel approach to silver nanoparticles for antibacterial applications. Polymer, 2007. 48(1): p. 158-164.

15.Xu, G.-n., X.-l. Qiao, X.-l. Qiu, and J.-g. Chen, Preparation and characterization of stable monodisperse silver nanoparticles via photoreduction. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2008. 320(1–3): p. 222-226.

16.Liu, Y., S. Chen, L. Zhong, and G. Wu, Preparation of high-stable silver nanoparticle dispersion by using sodium alginate as a stabilizer under gamma radiation. Radiation Physics and Chemistry, 2009. 78(4): p. 251-255.

17.Setua, P., R. Pramanik, S. Sarkar, C. Ghatak, V.G. Rao, N. Sarkar, and S.K. Das, Synthesis of silver nanoparticle in imidazolium and pyrolidium based ionic liquid reverse micelles: A step forward in nanostructure inorganic material in room temperature ionic liquid field. Journal of Molecular Liquids, 2011. 162(1): p. 33-37.

วตถประสงคของโครงการ 1. พฒนาสเคลอบอพอกซ-ซลเวอรนาโนคอมพอสตส าหรบปองกนการเจรญของเชอบนชดลกหบ 2. ทดสอบประสทธภาพการปองกนเชอของชดลกหบทเคลอบส 3. พฒนาอปกรณตรวจสอบการมอยของอนภาคนาโนซลเวอรบนสเคลอบ

7

กจกรรมการถายทอดเทคโนโลย

กจกรรม/การด าเนนงาน เดอนท ผรบผดชอบ 1 2 3 4 5 6

1 สงเคราะหอนภาคซลเวอรนาโนเพอใชท าสนาโนคอมพอสตเคลอบลกหบ x ทมจฬาฯ 2 พฒนาระบบการผสมอนภาคซลเวอรนาโนเขาไปในสทจะใชเคลอบ x ทมจฬาฯ 3 พฒนาน ายาฆาเชอซลเวอรเปอรออกไซดส าหรบฆาเชอและท าความสะอาด พนผว

x ทมจฬาฯ

4 วเคราะหทดสอบอนภาคซลเวอรนาโนและน ายาซลเวอรเปอรออกไซด x x ทมจฬาฯ 5 ทดสอบประสทธภาพการฆาเชอของอนภาคซลเวอรนาโนและน ายาซลเวอร เปอรออกไซด (ด าเนนการในสวนของผผลตวตถดบ)

x x ทมจฬาฯ

6 พฒนาตนแบบอปกรณแบบพกพาส าหรบตรวจสอบการมอยของ อนภาคนาโน บนวสดหรอสเคลอบผว

x x ทมจฬาฯ

7 พฒนากรรมวธท าความสะอาดผว การเคลอบสซลเวอรนาโนคอมพอสต และถายทอดกรรมวธใหกบภาคอตสาหกรรม ทดสอบการเกาะตดของส

x ทมจฬาฯ

8 ใหการปรกษาและแกปญหาทเกดขนในโรงงานเมอมการใชสทผลตขน (ถามปญหา)

x x x x ทมจฬาฯ/มตรผล

9 จดหาอปกรณและสารเคมส าหรบการท าวจยในสวนของโรงงาน และ วางแผนการท างานวจยรวม

x ทมมตรผล

10 พฒนาสตรสและอตราการน าไปผสมใชจรง เตรยมพนผวส าหรบทดสอบ x ทมมตรผล 11 ทดสอบประสทธภาพของสนาโนคอมพอสตในหองปฏบตการ x x x ทมมตรผล 12 ทดสอบประสทธภาพของสนาโนคอมพอสตหนางานจรง x ทมมตรผล 13 สรปผลการวจย และ วเคราะหเชงสถต x x x ทมมตรผล 14 สรปผลการด าเนนงานวจยรวม เขยนรายงาน และน าเสนอผลงาน x x จฬาฯ/มตรผล สถานทด าเนนการถายทอดเทคโนโลยและทดสอบตวอยางชนงาน 1 หนวยปฏบตการวจยอปกรณรบร (Sensor Research Unit)

ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 254 ถนนพญาไท แขวงวงใหม เขตปทมวน กรงเทพมหานคร 10330 โทรศพท / โทรสาร 02-218-7585, โทรศพทมอถอ 089-217-9746, E-mail: sanong.e@chula.ac.th

2 บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด เลขท 399 ม.1 ถ.ชมแพ-ภเขยว ต.โคกสะอาด อ.ภเขยว จ.ชยภม 36110

8

บทท 2 กจกรรมการถายทอดเทคโนโลย

กจกรรมการถายทอดเทคโนโลยแบงเปน 3 กจกรรมคอ 1 ประชมรวมกนของคณะนกวจยเพอก าหนดทศทางการวจย และ การประชมยอยสรปผลการวจย เพอ

ก าหนดทศทางการวจยในอนาคต 2 การถายทอดเทคโนโลยการผลตเกลอของโลหะเงน การผลตอนภาคระดบนาโนเมตรของเงน และ การผสม

อนภาคนาโนลงในสทใชเคลอบผวโลหะในเครองจกรหบออย โดยการถายทอดเทคโนโลยนจะด าเนนการทหนวยปฏบตการวจยอปกรณรบร ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย การถายทอดจะด าเนนไปจนกวานกวจยจากภาคอตสาหกรรมสามารถผลตอนภาคนาโนไดเหมอนกบทนกวจยในมหาวทยาลยท าได คณะนกวจยจากจฬาลงกรณมหาวทยาลยจะท าหนาทผลตอนภาคนาโนและสผสมอนภาคนาโนใหกบนกวจยจาก บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด น าไปทดสอบระดบหองปฏบตการและระดบ pilot scale

3 การวเคราะหทดสอบประสทธภาพการฆาเชอแบคทเรยของสผสมอนภาคนาโนทใชในการเคลอบผวเครองจกร ระดบหองปฏบตการและระดบ pilot scale ด าเนนการโดยนกวจยจาก บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด โดยพนทการทดสอบไดรบการคดเลอกจากบรษท

1 การประชมรวมเพอก าหนดทศทางการท างานรวมกน คณะนกวจยจากหนวยปฏบตการวจยอปกรณรบรและนกวจยจากบรษท มตรผลวจยพฒนาออยและ น าตาล จ ากด ไดประชมรวมกนเพอก าหนดขอบเขตและวางแผนการวจย (วนท 26 พฤศจกายน 2556) ทหน วย ปฏบต การว จย อปกรณรบร ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาล ย โดยมผรวมประชมดงน 1. รศ.ดร.สนอง เอกสทธ (จฬาฯ) 2.นายหาญชนะ เกตมาลา (จฬาฯ) 3.นายมาลย สวสดชพงศ (ผจดการดานอาหาร บ.มตรผลวจยฯ) 4.นางสาวณชนชา แพอ (นกวจย บ.มตรผลวจยฯ) 5.นายสมนก กลนมา (นกวจย บ.มตรผลวจยฯ) วาระการประชมดงน 1. วางแผนการด าเนนงานวจย 2. แผนการทดสอบในหองปฏบตการทจฬาฯ

- สงเคราะหอนภาคซลเวอรนาโนเพอใชท าสนาโนคอมพอสตเคลอบลกหบ - พฒนาระบบการผสมอนภาคซลเวอรนาโนเขาไปในสทจะใชเคลอบ - ทดสอบประสทธภาพการฆาเชอของอนภาคซลเวอรนาโนในหองปฏบตการ (ในสวนของวตถดบ) - พฒนาอปกรณส าหรบตรวจสอบการมอยของอนภาคซลเวอรนาโนทมประสทธภาพ (active) บนส - พฒนากรรมวธท าความสะอาดผว การเคลอบสซลเวอรนาโนคอมพอสต และถายทอดกรรมวธใหกบ ภาคอตสาหกรรม ทดสอบการเกาะตดของส

3. ฏบตการ บรษทมตรผล - จดเกบตวอยาง และการเกบตวอยางเพอศกษาการยบยงเชอในน าอ -

9

- การยบยงการเจรญของเชอบนพนผว สเคลอบ - แผนการทดสอบการเจรญของเชอ - หาวธการพสจน Ag ในน าอ และในน าออยหลงกระบวนการพกใส

2. กจกรรมการถายทอดวธการผลตเกลอซลเวอรไนเตรตและอนภาคซลเวอรนาโนสภาคอตสาหกรรม การถายทอดวธการผลตเกลอซลเวอรไนเตรตและอนภาคซลเวอรนาโนโดยคณะนกวจยจากจฬาลงกรณ มหาวทยาลยใหแกนกวจยจาก บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด ไดมการด าเนนการ 2 ครง ทหนวยปฏบตการวจยอปกรณรบร ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย โดยผทรบ ถายทอดวธการผลตจากบรษทคอ นางสาวณชนชา แพออน และ นายสมนก กลนมา โดยท าการถายทอด เมอวนท 21 กนยายน 2555 และ วนท 11 ตลาคม 2555 เนอหาทถายทอดประกอบดวย 2.1 วธการผลตเกลอซลเวอรไนเตรตทมการปองกนการเกดกาซ NOx NOx เปนกาซพษทมฤทธการกดกรอนสง การสงเคราะหเกลอซลเวอรไนเตรต (AgNO3) โดยการตม โลหะเงนกบกรดไนตรกจะมการปลดปลอยกาซ NOx เปนผลตภณฑพลอยได (Byproduct) เสมอ ท าให ตองตดตงระบบก าจดกาซ NOx การลงทนตดตงระบบการก าจดกาซ NOx และสารเคมทใชในการก าจด กาซ NOx และ การซอมแซมระบบทอทน าสงกาซ NOx ท าใหมตนทนการผลตเพม การก าจดกาซ NOx ทเกดขนระหวางการเกดปฏกรยาจงเปนวธทประหยดทสด แกปญหาทตนตอของปญหา นกวจยและ ผประกอบการตองผลตเกลอซลเวอรไนเตรตขนใชเองเพอลดตนทนการผลต และปองกนการผนผวนของ ราคาวตถดบ ปฏกรยาเคมทเกยวของ 4Ag+6HNO3 → 4AgNO3+3H2O+NO+NO2 (1) สมการท 1 แสดงปฏกรยาเคมทเกดขนเมอผลตเกลอซลเวอรไนเตรต (AgNO3) โดยการตมโลหะเงน (Silver Metal, Ag) กบกรดไนตรกเขมขน (AgNO3 65% w/v) กาซ NOx (NO2 และ NO) ทเกดขนเปน กาซพษสเหลอง มฤทธกดกรอนสง มกลนเหมนฉน ตองมการก าจดดวยเครองฟอกอากาศ คณะนกวจย ไดพฒนาวธการสงเคราะหเกลอซลเวอรไนเตรตทไมมการปลดปลอยกาซ NOx ขน โดยการเตมไฮโดรเจน เพอรออกไซด (Hydrogen Peroxide, H2O2) ลงไปขณะตมเพอก าจดกาซ NOx ทเกดขน วธการผลต AgNO3

แบบใหมนมประสทธภาพ ลดตนทนการผลต ลดการปลอยสารพษ ปลอดภย เปนมตร กบสงแวดลอม โดยมปฏกรยาเคมเกดขนดงตอไปน 3NO2 + H2O ⇔ 2HNO3 + NO (2) 2NO + HNO3 + H2O → 3HNO2 (3) HNO2 + H2O2 → HNO3 + H2O (4) จากปฎกรยา (2) – (4) กาซ NO และ NO2 ทเกดขนจะถกเปลยนเปนกรดไนตรกทสามารถเกดปฏกรยากบ โลหะเงนไดอก ท าใหประหยดกรดไนตรกทใชในการท าปฏกรยา ระบบการเปลยน NOx เปน HNO3 แบบนมการใชในการฟอกอากาศในระบบฟอกอากาศ แตยงไมเคยมรายงานการใชระบบการเปลยนกาซ NOx ทเกดขนในกรดไนตรกทใชตมโลหะเงน ประโยชนทเกดขนจากการผลตเกลอของโลหะเงนดวยวธทพฒนาขนนคอ (1) ไมตองลงทนชดอปกรณและสารเคมทใชในการฟอกอากาศ (scrubber) เพอก าจด NOx (2) ลดการซอมบ ารงอปกรณทเสยหายเนองจากการ กดกรอนของ NOx (3) Green Company / Green Process

10

ขนตอนการผลตเกลอซลเวอรไนเตรตโดยการตมโลหะเงนกบกรดไนตรก 1. ชงน าหนกเมดเงนบรสทธ 99.99% จ านวน 1 กโลกรม 2. ตวงกรดไนตรกเขมขน 68% ปรมาตร 1.3 ลตร ในบกเกอรขนาด 5 ลตร ปรบปรมาตรดวยน ากลน จนม

ปรมาตร 2 ลตร และเตมสารละลายไฮโดรเจนเพอรออกไซดเขมขน 50% ปรมาตร 50 ลกบาศก เซนตเมตร ตมสารละลายจนเดอด

3. เตมเมดเงนลงในสารละลายในขอ 2 ทละนอย โดยระวงไมใหเกดฟองมากเกนไป 4. เมอสงเกตเหนฟองกาซสน าตาล (NOx) ใหเตมเตมสารละลายไฮโดรเจนเพอรออกไซดเขมขน 50% ลงไป

จนสน าตาลหายไป 5. เมอเมดเงนละลายหมด เตมสารละลายไฮโดรเจนเพอรออกไซดเขมขน 50% ลงไปอก 5 ลกบาศก

เซนตเมตร 6. ตมสารละลายเพอระเหยตวท าละลาย จนปรมาตรลดลงเหลอ 500 ลกบาศกเซนตเมตร แลวปลอยใหเยน

ทอณหภมหอง เกลอซลเวอรไนเตรตจะตกผลกอยางสมบรณไดผลกสขาว 7. เทของเหลวออกจากผลกทได แลวลางผลกดวยอะซโตนทแชเยน 8. ปลอยใหอะซโตนระเหยออกจากผลกเกลอซลเวอรไนเตรตอยางสมบรณ โดยใช aluminum foil ปดบก

เกอรไว เจาะร aluminum foil เพอใหกรดไนตรดทหลงเหลออยระเหยออกไป เปนเวลา 1 วน 9. อบผลกเกลอซลเวอรไนเตรตใหแหงสนทดวยเตาอบทอณหภม 60 °C เปนเวลา 1 วน 10. เกบผลกทอบแลวในภาชนะทบแสงเพอปองกนการสลายตว เกลอซลเวอรไนเตรตทผลตไดสามารถใช

เปนสารตงตนในการผลตอนภาคซลเวอรนาโน และ ซลเวอรไมโครครสตล ทใชเปนสวนประกอบของ Microcrystalline Silver Clay

ขนตอนการเตรยมเกลอ Silver Nitrate จากโลหะเงนบรสทธ 99.99%

2.2 ถายทอดวธการผลตผงอนภาคระดบนาโนเมตรของเงนโดยใชน าตาลทรายเปนตวรดวซ วธการผลตผงอนภาคระดบนาโนเมตรของเงนเพอใชผสมกบสส าหรบเคลอบผวโลหะและเครองจกรหบออยเพอปองกนการเจรญเตบโตของแบคทเรยเปนกรรมวธการผลตดวยกระบวนการทางเคมทใชน าตาลทรายเปน ตวรดวซทดแทนการใชสารเคมทมราคาแพงและเปนพษ วธการผลตอนภาคซลเวอรนาโนเพอใชในการผสมส คณะนกวจยไดเปดเผยอยางสมบรณในรางสทธบตร “กรรมวธทเปนมตรตอสงแวดลอมในการสงเคราะห อนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงนและผงระดบนาโนเมตรของโลหะเงน (AN ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PROCESS FOR THE SYNTHESIS OF SILVER NANOPARTICLES AND SILVER NANOPOWDER) ซงมรายละเอยดดงภาคผนวกท 1

11

2.3 การผสมคอลลอยดของอนภาคโลหะเงนกบสเพอเพมคณสมบตในการตอตานเชอแบคทเรย

สทใชแบงออกเปน 2 ประเภท ไดแก สทอพอกซเพอใชทาทลกหบออย และสน ามนเคลอบเงาททาบรเวณผนงของโรงงาน ซงมกระบวนการในการผสมดงน 1. กวนคอลลอยดของอนภาคโลหะเงนความเขมขน 500,000 ppm จนสารเปนเนอเดยว แลวตวง

คอลลอยด ตามปรมาตรทตองการ เพอน ามาผสมกบสแตละชนดในขนตอนตอไป 2. กวนสทาพนผวแตละชนดดวยใบพดมอเตอรจนเนอสเนยนละเอยด 3. เตมคอลลอยดของอนภาคโลหะเงนลงในสในขอ 1. แลวคนตอเนองเปนเวลา 1 ชวโมง เพอให

คอลลอยดของอนภาคโลหะเงนผสมเปนเนอเดยวกบส จะไดคอลลอยดของอนภาคโลหะเงนทมความเขมขนตามตองการ เพอใชทดสอบการตอตานเชอแบคทเรยตอไป

2.4 การทดสอบการกระจายตวของอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนเมอผสมกบส 1. เตรยมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนทผสมอยในสอพอกซ และสน ามน ทความเขมขน

20,000 ppm มาทดสอบการกระจายตวบนพนผวของสดวยการหยดสารละลายไฮโดรเจนเพอรออกไซดความเขมขน 30% โดยมวล

2. ตดตามการกระจายตวบนพนผวดวยการสงเกตการณเกดฟองแกสออกซเจนทเกดจากการสลายตวโดยมโลหะเงนเปนตวเรงปฏกรยา

3. การวเคราะหทดสอบประสทธภาพการฆาเชอของสผสมอนภาคนาโนในหองปฏบตการ

3.1 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยในหองปฏบตการ 1. เตรยมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนทผสมอยในสอพอกซ และสน ามน ทความเขมขน

5,000 ppm แลวน าไปทาเคลอบบนแผนเหลกเพอศกษาการเจรญเตบโตของเชอจลนทรยจากการหมกหมมบนแผนเหลกเคลอบสแตละประเภท

2. จมแผนทดสอบสในน าออย 1นาท แลวน าแผนทดสอบไปแขวนทงไวบนราวแขวน หลงจากนนฉดน าออยใหทวแผนทดสอบวนละ1ครง แลวแขวนแผนทดสอบไวทราวแขวนตามเดม

3. หาปรมาณเชอจลนทรยบนแผนทดสอบสแตละชนดเทยบกบตวอยางพนผวสอพอกซทไมไดผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน โดยวธน าน าลางแผนทดสอบมาเลยงเชอ เมอเวลาผานไป 1, 7, 15 และ 30 วน

3.2 การทดสอบประสทธภาพการฆาเชอและการตกคางของอนภาคนาโนเมตรของโลหะเงนในน าออย 1. น าน าออยชดท 1 มาเตมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนใหมความเขมขน 5 ppm จากนน

น าน าออยไปเลยงเชอในเพลท แลวนบปรมาณเชอทเกดขน 2. น าน าออยชดท 2 เตมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนความเขมขน 2,000 และ 10,000

ppm ในน าออย จากนน ท าตามขนตอนในกระบวนการพกใส แลวกรองน าออยใสสงตวอยางทดสอบดวยเทคนค Atomic Adsorption Spectroscopy

3.3 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยทโรงงานมตรผลทแมสอด

12

1. เตรยมสเคลอบชนดตางๆ ทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนความเขมขน 5,000 ppm เพอทาลงบนแผนโลหะหรอบรเวณทสมผสกบน าออย หรอจดอนๆทตองการทดสอบทโรงงาน

2. หากเปนแผนโลหะใหน าแผนโลหะทเคลอบสชนดตาง ๆ น าไปแขวนไวบรเวณชดลกหบทตองการทดสอบ

3. ท าการหาปรมาณเชอจลนทรยทงหมดบนพนผวของสเคลอบชนดตาง ๆ ทเวลา 0, 3, 7, 10, 14, 21 และ 30 วน โดยวธ Cutting แผนโลหะททดสอบพนท 5 x 5 cm2 แลวน าไปละลายเชอในถงปลอดเชอทบรรจสารละลาย Normal saline 10 mL แลวน าสารละลายมาท าการปรมาณเชอดวยวธ Pour plate method บนอาหารเลยงเชอ PCA

4. แปลผลทางสถตและสรปผลการทดสอบ

13

บทท 3 ผลลพธการถายทอดเทคโนโลยและการทดสอบประสทธภาพของสผสมอนภาคซลเวอรนาโน

1 การสงเคราะหอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงน คณะนกวจยของบรษท บรษท มตรผลวจยพฒนาออยและน าตาล จ ากด จ านวน 2 คน คอ นางสาวณชนชา แพออน และ นายสมนก กลนมา ไดรบการถายทอด (1) เทคโนโลยการผลตเกลอซลเวอรไนเตรทจากเมดเงน (2) เทคโนโลยการสงเคราะหคอลลอยดน าของอนภาคซลเวอรนาโนและผงอนภาคซลเวอรนาโน (3) วธการผสมอนภาคซลเวอรนาโนในสส าหรบเคลอบผว (4) เทคนคการทดสอบอนภาคนาโนบนพนผวของสเคลอบโลหะทแหงแลว จากคณะนกวจยของหนวยปฏบตการวจยอปกรณรบร ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย จ านวน 8 ครง จนสามารถสผสมอนภาคซลเวอรนาโนได โดยไมตองพงพานกวจยจากจฬาลงกรณมหาวทยาลย

อนภาคของโลหะเงนทไดจากการสงเคราะหตามกรรมวธในภาคผนวกท 1 มขนาดอนภาค 40-60 นาโนเมตร เปนของผงละเอยดสด า สามารถกระจายตวในตวท าละลายไดด ดงแสดงในรปท 1 อนภาคซลเวอรนาโนทผลตไดจะน าไปใชผสมสส าหรบเคลอบผวโลหะในเครองหบออย

รปท 1 ภาพถายจากกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด แสดงอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงนท

ไดจากการรดวซดวยน าตาลทราย

2 การผสมอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงนกบสส าหรบเคลอบผวโลหะ หลงจากผสมสอพอกซและสน ามนเขากบอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนพบวา อนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะสามารถกระจายตวในสทงสองชนดไดดมาก ไมพบการเกาะกนเปนกลมกอนขนาดใหญของอนภาคระดบนาโนเมตรของโลหะเงน การกระจายตวของอนภาคเงนนาโนในสสามารถทดสอบไดดวยปฏกรยาระหวางโลหะเงนกบไฮโดรเจนเพอรออกไซด โดยบรเวณทมอนภาคนาโนของเงนจะเกดฟองกาศอนเนองมาจากปฏกรยาการสลายตวของเพอรออกไซดทมโลหะเงนเปนตวเรงปฏกรยา (Catalyst)

14

ผลการทดสอบการกระจายตวของอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนความเขมขน 20,000 ppm บนส อพอกซและสน ามน พบวาหบนพนผวท เคลอบดวยส อพอกซจะมการสลายตวของไฮโดรเจนเพอรออกไซดอยางชดเจน ส าหรบพนผวทเคลอบดวยสน ามนจะไมพบการสลายตวของไฮโดรเจนเพอรออกไซด แตเมอท าการเปดผวหนาของสออกโดยการขดดวยโลหะหรอขดดวยกระดาษทราย พบวามการสลายตวของไฮโดรเจนเพอรออกไซดอยางชดเจน

ผลการทดลองขางตนแสดงวาอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนสามารถกระจายตวบนพนผวทเคลอบดวยสอพอกซไดดเนองจากเนอสมความหนดมากกวา สวนบนพนผวทเคลอบดวยสน ามน จะไมพบอนภาคของโลหะเงนบนพนผวเนองจากเนอสมความหนดนอยกวาจงสงผลใหอนภาคของโลหะเงนสวนใหญจมลงไปอยใตพนผวของส เนองจากสน ามนไมละลายในน า ไฮโดรเจนเพอรออกไซดจงไมสามารถเขาไปท าปฏกรยากบอนภาคนาโนของโลหะเงนได ดงแสดงในรปท 2

BA C

รปท 2 ผลการทดสอบการมอยและการกระจายตวของอนภาคซลเวอรนาโนบนผวของสเคลอบโลหะทใชใน

โรงหบออย โดยการท าปฏกรยากบ ไฮโดรเจนเพอรออกไซด (30%) หากเกดฟองอากาศขนแสดงวามอนภาคระดบนาโนเมตรของเงนทผวของสเคลอบ (A) พนผวของสอพอกซทปกคลมดวยไฮโดรเจนเพอรออกไซด (B) พนผวสน ามนทปกคลมดวยไฮโดรเจนเพอรออกไซด และ (C) ผวของสน ามนบรเวณทผวหนาถกขดเปนรอง การปรากฏฟองอากาศจ านวนมากแสดงวามอนภาคนาโนฝงอยภายใตพนผวส าน ามนจ านวนมาก

3 ประสทธภาพการฆาเชอแบคทเรยในน าออยของสชนดตางๆ

3.1 การทดสอบประสทธภาพการฆาเชอแบคทเรยของสทใชเคลอบผวโลหะ เปนการจ าลองสถานการณจรงทเกดขนในกระบวนการผลตน าตาล หากสทใชเคลอบโลหะและ เครองจกรทใชในการหบน าออยสามารถฆาเชอแบคทเรยได จะตองเหนการลดลของเชอแบคทเรยใน น าออยหลงจากทน าออยไหลผานโลหะทเคลอบส สทใชในการทดลองม 3 ชนดคอ สน ามนเคลอบเงา สอพอกซซลเวอรนาโนคอมพอสต และ สอพอกซ ขนตอนการทดลอง (1) ปมน าออย Mixed Juice อตราการไหล100ml/min.ผานแผนเหลกเคลอบส 3 ชนด (2) เกบตวอยางน าออยทผานแผนเหลก และเกบตวอยางสวอปเชอบนแผนเหลกทเวลา 0, 2, 4, 6 และ 8

ชวโมง (3) หยดปมลางแผนเหลกดวยน ารอน 1 นาท แลวเกบตวอยางเชอบนแผนเหลกอกครง (4) น าไปเลยงเชอแลวนบปรมาณ TPC (cfu/ml) วนท 17 ธ.ค. 55 ทดสอบกบแผนเหลกทาสน ามนเคลอบเงา

วนท 18 ธ.ค. 55 ทดสอบกบแผนเหลกเคลอบสซลเวอรนาโนคอมพอสต วนท 19 ธ.ค. 55 ทดสอบกบแผนเหลกเคลอบสอพอกซ

15

ตารางท 1 ผลการทดสอบการเลยงเชอ

รปท 3 กราฟแสดงปรมาณเชอในน าออยทผานเหลกเคลอบสแตละประเภท ผลการทดลองบงชวา (1) สทงสามชนดไมมประสทธภาพในการฆาเชอแบคทเรย (2) การลางพนผวของสดวยน ารอนท าใหผวของสเคลอบสะอาด ไมมน าตาลตกคางอย จงไมพบ แบคทเรยบน

พนผวหลงจากการลางดวยน ารอน (3) เมอปลอยใหน าออยชะสนานขนพบวาจ านวนเชอแบคทเรยมมากขน แสดงถงการเจรญเตบโตของ เชอ

แบคทเรยบนผวของสทกชนด โดยเฉพาะสน ามนเคลอบเงา (4) สอพอกซซลเวอรนาโนคอมพอสตไมไดท าใหการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยลดลง แสดงถง

การไมท างานของอนภาคซลเวอรนาโนทอยในส ซงอาจเปนเพราะอนภาคนาโนถกปกคลมดวย สอพอกซท าใหไมสามารถแสดงศกยภาพได สอพอกซทผสมซลเวอรนาโนจงมประสทธภาพไมตาง จากสอพอกซปกต ความขรขระของพนผวทเพมขนในสอพอกซซลเวอรนาโนคอมพอสตกลบสงผล ใหมจ านวนแบคทเรยเพมขน

16

3.2 การศกษาการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยบนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ การทดลองเพอศกษาการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยในน าตาลและน าออยทเคล อบอยบน โลหะท เคลอบดวยสชนดตางๆ มขนตอนดงน (1) แขวนแผนเหลกขนาด 10 x 12 cm ททาดวยสน ามนเคลอบเงา, สอพอกซ และสซลเวอรนาโน

คอมพอสต ในบรเวณเดยวกนของหองปฏบตการ (2) น าแผนสเหลกทง 3ประเภท มาจมในบกเกอรใสน าออย First Juice เรมตนพรอมๆกนเปนเวลา

1 นาท น าตวอยางแผนเหลกออก (แผนเหลกทาสแตละประเภท ม จ านวนแผนเหลก 3 ซ า (3) น าน าออยตวอยางทไดไปหาปรมาณเชอจลนทรยดวยวธการ Total viable cell count

บนอาหารเลยงเชอ PCA น าไปบมทอณหภม 37 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 – 48 ชวโมง (4) น าแผนเหลกทาสแตละประเภทททงเวลาหลงจมน าออย 1วน และ 7 วน มาแชในสารละลาย

Buffer เปนเวลา 1 นาท ( please check the test method of micro on the surface and discuss again ) แลวน าสารละลายมาหาปรมาณเชอจลนทรย โดยวธ Spead Plate

รปท 4 การเตรยมตวอยางชนงานเพอศกษาการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยบนผวของโลหะเคลอบสชนด

ตางๆ

17

ตารางท 2 ผลวเคราะหปรมาณเชอในหนวย CFU บนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ

ตารางท 3 ผลวเคราะหปรมาณเชอในหนวย log CFU บนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ

18

รปท 5 กราฟแสดงปรมาณเชอในหนวย log CFU บนผวของโลหะเคลอบสชนดตางๆ ผลการทดลองบงชวา

(1) สทงสามชนดไมมประสทธภาพในการฆาเชอแบคทเรย (2) สอพอกซซลเวอรนาโนคอมพอสตไมไดท าใหการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยลดลง แสดงถง

การไมท างานของอนภาคซลเวอรนาโนทอยในส ซงอาจเปนเพราะอนภาคนาโนถกปกคลมดวย สอพอกซท าใหไมสามารถแสดงศกยภาพได สอพอกซทผสมซลเวอรนาโนจงมประสทธภาพไมตาง จากสอพอกซปกต ความขรขระของพนผวทเพมขนในสอพอกซซลเวอรนาโนคอมพอสตกลบสงผล ใหมจ านวนแบคทเรยเพมขน

19

3.3 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยในหองปฏบตการ จากการทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยในหองปฏบตการบนพนผวทเคลอบดวยสอพอกซและสน ามนทเคลอบดวยอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน เทยบกบพนผวเคลอบดวยสอพอกซเพยงอยางเดยว เปนเวลา 30 วน พบวาจ านวนเชอจลนทรยในแตละตวอยางไมมความแตกตางอยางมนยส าคญ แสดงวาการผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนในสเพอเคลอบพนผวไมสามารถยบยงการเจรญของเชอจลนทรยได อาจเปนผลเนองมาจากเวลาของการสมผส (contact time)ในการชะน าออยบนพนผวนอยเกนไปซงเปนผลใหอนภาคโลหะเงนท างานไดไมเตมประสทธภาพ และการกอตวของจลนทรยเปนชนหนา ท าใหจลนทรยทอยชนบนไมถกท าลาย และเกดการหมกหมมเมอเวลาผานไป ดงแสดงในรป

/� 1

0

2,000

4,000

6,000

8,000

7 15 30

(cfu/

mL)

รปท 6 กราฟแสดงปรมาณเชอบนผวของโลหะเคลอบสทเปลยนแปลงตามเวลาการสมผสของน าออย 3.4 การทดสอบประสทธภาพการฆาเชอและการตกคางของอนภาคนาโนเมตรของโลหะเงนในน าออย

ผลการทดสอบการยบยงการเจรญของเชอจลนทรยในน าออยเมอผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนความเขมขน 5 ppm พบวาสมารถยบยงการเจรญของเชอจลนทรยไดรอยละ 100 ดงแสดงในตาราง

ตวอยาง ปรมาณเชอ (cfu/mL) 1. น าออย 2.1 x 10-5 2. น าออยผสมอนภาคโลหะเงน 5 ppm 0 3. น าทเหลอจากการกรองตวอยางท 2 0

ผลการทดสอบการตกคางของโลหะเงนหลงการผสมในน าออยดวยเทคนค Atomic Adsorption

Spectroscopy พบวา ไมสามารถตรวจพบปรมาณของโลหะเงนทกตวอยาง ซงสามารถสรปไดวาเมอมการผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนในน าออยจะสามารถฆาเชอจลนทรยไดทงหมด และหลงจากทกรองตะกอนทเหลอออกไปจะไมพบการตกคางของโลหะเงนในน าออย ซงเปนผลเนองมาจากไอออนของโลหะเงนถกใชไปเพอการฆาเชอแบคทเรยแลวถกรดวซดวยสารประกอบทอยในน าออยและจลนทรย และตกตะกอนรวมกบตะกอนอนๆ ทมอยในระบบออกมาจากสารละลายน าตาล

20

3.5 การทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยทโรงงานมตรผลทแมสอด ผลของการทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยในตวอยางน าออย First juice และ mixed juice ใน

อาหาร PCA ดวยเทคนค pour plate พบวาระบบกอนทาสและหลงจากทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนไมมความแตกตางกนของปรมาณเชอจลนทรยอยางมนยส าคญ ดงแสดงในตารางท 4

ตารางท 4 ผลวเคราะหเชอจลนทรยในตวอยางน าออย First juice และ mixed juice ในอาหาร PCA ดวย

เทคนค pour plate (บนพนผวทไมมการทาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน)

ครงท วนท CFU/mL Log CFU/mL

First juice First juice Mixed juice Mixed juice 1 5 ธ.ค. 56 1.95 x 106 2.14 x 106 6.28 ± 0.23 6.28 ± 0.23 2 5 ธ.ค. 56 1.93 x 106 2.23 x 106 6.366 ± 0.14 6.366 ± 0.14 3 7 ธ.ค. 56 4.00 x 107 3.19 x 107 7.475 ± 0.18 7.475 ± 0.18 4 9 ธ.ค.56 9.40 x 106 8.60 x 106 6.93 ± 0.02 6.93 ± 0.02 5 13 ธ.ค.56 8.40 x 106 3.90 x 106 6.59 ± 0.00 6.59 ± 0.00 6 13 ธ.ค.56 1.41 x 107 5.90 x 106 6.77 ± 0.01 6.77 ± 0.01 7 15 ธ.ค.56 1.28 x 107 2.02 x 107 7.20 ± 0.37 7.20 ± 0.37 8 15 ธ.ค.56 8.60 x 106 2.57 x 107 6.65 ±0.28 6.65 ±0.28 9 18 ธ.ค.56 2.01 x 107 4.20 x 106 6.58 ± 0.23 6.58 ± 0.23 10 19 ธ.ค.56 7.00 x 106 1.64 x 108 8.21 ± 0.02 8.21 ± 0.02 11 21 ธ.ค.56 8.80 x 106 5.20 x 106 6.71 ± 0.02 6.71 ± 0.02 12 23 ธ.ค.56 7.70 x 106 6.40 x 106 6.81 ± 0.04 6.81 ± 0.04 13 23 ธ.ค.56 6.80 x 106 3.60 x 106 6.55 ± 0.08 6.55 ± 0.08 14 25 ธ.ค.56 1.80 x 106 3.36 x 107 7.28 ± 0.47 7.28 ± 0.47 15 27 ธ.ค.56 5.10 x 106 9.60 x 106 6.98 ± 0.04 6.98 ± 0.04 16 27 ธ.ค.56 1.03 x 107 9.80 x 106 6.99 ± 0.03 6.99 ± 0.03 17 29 ธ.ค.56 7.90 x 106 9.90 x 106 6.98 ± 0.14 6.98 ± 0.14 18 29 ธ.ค.56 1.00 x 107 8.00 x 106 6.90 ± 0.10 6.90 ± 0.10

21

ตารางท 5 ผลวเคราะหเชอจลนทรยในตวอยางน าออย first juice และ mixed juice ในอาหาร PCA ดวย

เทคนค pour plate (บนพนผวททาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน)

ครงท วนท CFU/mL CFU/mL

First juice First juice First juice Mixed juice 1 4 ม.ค.57 1.01 x 107 1.01x 107 6.99 ± 0.13 7.10 ± 0.00 2 4 ม.ค.57 6.40 x 106 6.40 x 106 6.80 ± 0.13 7.04 ± 0.07 3 6 ม.ค. 57 8.30 x 106 8.30 x 106 6.99 ± 0.13 7.11 ± 0.00 4 6 ม.ค.57 6.80 x 106 6.80 x 106 6.80 ± 0.13 7.04 ± 0.07 5 8 ม.ค.57 9.20 x 106 9.20 x 106 6.96 ± 0.04 7.14 ± 0.08 6 8 ม.ค.57 5.60 x 106 5.60 x 107 6.73 ± 0.15 7.00 ± 0.01 7 10 ม.ค.57 2.90 x 106 2.90 x 106 6.46 ± 0.06 7.18 ± 0.04 8 12 ม.ค.57 2.20 x 106 2.20 x 106 6.76 ± 0.03 6.42 ± 0.08 9 14 ม.ค.57 6.20 x 106 6.20 x 106 6.79 ± 0.04 6.73 ± 0.10 10 14 ม.ค.57 7.00 x 106 7.00 x 106 6.84 ± 0.04 6.73 ± 0.25 11 16 ม.ค.57 5.90 x 106 5.90 x 106 6.77 ± 0.01 6.66 ± 0.00 12 16 ม.ค.57 7.30 x 106 7.30 x 106 6.86 ± 0.03 6.68 ± 0.07 13 18 ม.ค.57 8.10 x 106 8.10 x 106 6.90 ± 0.01 6.96 ± 0.11 14 18 ม.ค.57 8.50 x 106 8.50 x 106 6.93 ± 0.09 6.71 ± 0.00 15 20 ม.ค.57 2.11 x 107 2.11 x 107 7.23 ± 0.34 6.86 ± 0.08 16 20 ม.ค.57 1.82 x 107 1.82 x 107 7.12 ± 0.43 7.15 ± 0.39 17 22 ม.ค.57 5.30 x 106 5.30 x 106 6.72 ± 0.03 6.77 ± 0.01 18 22 ม.ค.57 6.20 x 106 6.20 x 106 6.79 ± 0.03 6.71 ± 0.01 19 24 ม.ค.57 1.16 x 107 1.16 x 107 7.06 ± 0.04 6.95 ± 0.00 20 24 ม.ค.57 1.04 x 107 1.04 x 107 7.01 ± 0.03 6.91 ± 0.05 21 26 ม.ค.57 1.00 x 107 1.00 x 107 7.00 ± 0.01 6.88 ± 0.00 22 26 ม.ค.57 6.20 x 106 6.20 x 106 6.79 ± 0.02 6.71 ± 0.01 23 28 ม.ค.57 1.04x 107 1.04x 107 7.02 ± 0.01 6.94 ± 0.02 24 28 ม.ค.57 9.10 x 106 9.10 x 106 6.96 ± 0.02 6.85 ± 0.07

22

�

Log C

FU/m

L

รปท 7 ปรมาณของเชอจลนทรยกอนท าการทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน

�

Log C

FU/m

L

รปท 8 ปรมาณของเชอจลนทรยหลงท าการทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน

23

�

Log C

FU/m

L

รปท 9 แสดงการเปรยบเทยบผลตางของปรมาณของเชอจลนทรยใน first juice และ mixed juice ของ

ระบบกอนทาสและหลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน

ผลของการทดสอบการเจรญของเชอจลนทรยบนพนผวททาและไมทาเคลอบดวยสทมการผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนในบรเวณโรงงานทงสองจด พบวาปรมาณของจลนทรยไมมความแตกตางกนอยางมนยส าคญ ดงแสดงในตารางท 6 และ ตารางท 7

ตารางท 6 ผลตดตามเชอจลนทรยในทผนงดานในของรางล าเลยงน าออย กอนและหลงทาดวยสทผสม

อนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน จดท 1 จดท 1 วนท วนททดสอบ CFU/mL log CFU/mL

กอนทาส

5 ธ.ค. 56 0 9.50 x 103 3.98 ± 0.00 9 ธ.ค. 56 4 2.69 x 106 6.43 ± 0.01 12 ธ.ค. 56 7 2.59 x 105 5.41 ± 0.02 19 ธ.ค. 56 14 2.60 x 105 5.38 ± 0.19 26 ธ.ค. 56 21 5.65 x 104 4.83 ± 0.48

หลงทาส

5 ม.ค. 57 0 3.30 x 104 4.51 ± 0.09 8 ม.ค. 57 3 2.83 x 105 5.36 ± 0.33 15 ม.ค.57 10 2.43 x 105 5.38 ± 0.11 22 ม.ค.57 17 1.80 x 105 5.10 ± 0.44

24

ตารางท 7 ผลตดตามเชอจลนทรยในทผนงดานในของรางล าเลยงน าออย กอนและหลงทาดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน จดท 2 จดท 2 วนท วนททดสอบ CFU/mL log CFU/mL

กอนทาส

5 ธ.ค. 56 0 6.30 x 103 3.80 ± 0.00 9 ธ.ค. 56 4 1.52 x 106 6.18 ± 0.01 12 ธ.ค. 56 7 1.40 x 104 4.14 ± 0.09 19 ธ.ค. 56 14 4.19 x 105 5.61 ± 0.11 26 ธ.ค. 56 21 6.95 x 104 4.84 ± 0.17

หลงทาส

5 ม.ค. 57 0 4.50 x 104 4.65 ± 0.04 8 ม.ค. 57 3 2.71 x 105 5.38 ± 0.26 15 ม.ค.57 10 1.52 x 105 5.18 ± 0.05 22 ม.ค.57 17 4.65 x 104 4.66 ± 0.11

ตารางท 8 สรปผลการเปรยบเทยบการตดตามเชอจลนทรยกอนและหลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโน

เมตรของโลหะเงน ดวยการผลตางของ log ระบบ จ านวน คาเฉลย Log

CFU/mL คาเบยงเบนมาตรฐาน คา t Sig.

กอนทาส 18 -0.0278 0.48100 -0.0646 0.2635 หลงทาส 18 0.0444 0.17932 6

�

Log C

FU/m

L

รปท 10 การเปรยบเทยบปรมาณของเชอจลนทรยบรเวณของโรงงานทเลอกจดท 1 ของระบบกอนทาสและ

หลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน

25

�

Log C

FU/m

L

รปท 11 การเปรยบเทยบปรมาณของเชอจลนทรยบรเวณของโรงงานทเลอกจดท 2 ของระบบกอนทาสและ

หลงทาสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงน

จากผลการทดสอบทงหมดพบวาการผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนในสแลวน าไปทาเคลอบพนผวของโรงงานทแมสอด ไมพบคณสมบตในการยบยงการเจรญของเชอจลนทรยอยางมนยส าคญ ซงสอดคลองกบผลของการทดสอบในหองปฏบตการ เนองมาจากเวลาของการสมผส (contact time)ในการชะน าออยบนพนผวนอยเกนไปซงเปนผลใหอนภาคโลหะเงนท างานไดไมเตมประสทธภาพ และการกอตวของจลนทรยเปนชนหนา ท าใหจลนทรยทอยชนบนไมถกท าลาย และเกดการหมกหมมเมอเวลาผานไป

26

บทท 4 บทสรปและขอเสนอแนะ

ผลการศกษาพบวาการผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนในสแลวน าไปทาเคลอบพนผวเพอน าไปศกษาการเพมคณสมบตในการตอตานการเจรญของเชอจลนทรยทงในหองปฏบตการและโรงงานทแมสอด ไมพบคณสมบตในการยบยงการเจรญของเชอจลนทรยอยางมนยส าคญ ซงเปนผลเนองมาจากเวลาของการสมผส (contact time) ในการชะน าออยบนพนผวนอยเกนไป สงผลใหมไอออนของเงนละลายออกมานอยมาก ท าใหอนภาคนาโนของโลหะเงนท างานไดไมเตมประสทธภาพ การสะสมของน าออยบนผวของสเคลอบโลหะเปนฟลมน าออย เนองจากน าออยมความเขมขนสงแหงงาย ท าใหจลนทรยสะสมในฟลมน าออยโดยไมสมผสกบส จลนทรยทอยชนบนจงไมถกท าลาย อยางไรกตามการผสมไอออนของโลหะเงนเขาไปน าออยมประสทธภาพในการยบยงการเจรญของเชอจลนทรยไดรอยละ 100 นอกจากนเมอท าการศกษาการปนเปอนของโลหะเงนในผลตภณฑน าตาลหลงจากทท าการผสมไอออนของโลหะเงนเขาไปในน า ออย พบวาไมมการปนเปอนของโลหะเงนเมอท าการตรวจสอบดวยเทคนค Atomic Adsorption Spectroscopy ส าหรบการเพมประสทธภาพของการตอตานการเจรญของเชอจลนทรยจากการวจยในครงนสามารถน าไปประยกตใชได 2 รปแบบ คอ 1. ในน าออยควรผสมสารละลายไออนของโลหะเงนเขาไปโดยตรง เพอใหมคณสมบตทดทสดในการฆา

เชอจลนทรย 2. ผนงของโรงงานควรทาเคลอบดวยสทผสมอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนทความเขมขนสงขน

และท าการลอกผวหนาบางสวนของสออกไปเพอใหอนภาคในระดบนาโนเมตรของโลหะเงนสามารถท างานไดเตมประสทธภาพ และท าการชะผนงของโรงงานดวยน าสะอาดอยางสม าเสมอ เพอลดการหมกหมมของเชอจลนทรย

ปญหา และ/หรอ อปสรรค (1) แผนการเดมของคณะนกวจยคอตองการทดสอบการฆาเชอแบคทเรยในหนางานจรงในฤดกาลหบออย

2555/2556 ระหวางเดอนพฤศจกายน 2555 - มนาคม 2556 โดยมแผนการทดสอบสองแบบคอการพฒนาสเคลอบผวส าหรบโลหะและเครองจกรทใชในการหบออยและการเตม Silver Peroxide ในน าออยดบ ทไดจากการหบ เพอตดวงจรการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรย อยางไรกตามคณะผบรหารของบรษท ตองการใหท าการทดลองเฉพาะการพฒนาสเคลอบและท าในหองปฏบตการเทานน ยงไมอนญาตให ทดลองในระบบการผลตจรง ท าใหการทดสอบลาชาและตองวางแผนการทดสอบใหม

(2) ปญหาทพบทท าใหอนภาคซลเวอรนาโนไมสามารถฆาเชอแบคทเรยไดเมอท า เปนวสดผสมสคอ (1) เวลาในการสมผสระหวางน า ออยกบสนอยเกนไป (2) น าออยทแหงบนผวของส ปองกนการปลดปลอยซลเวอรไอออนท าใหประสทธภาพการฆาเชอของอนภาคซลเวอรนาโนหมดไป วธแกปญหาคอการเตมสารประกอบซลเวอรในน าออยแลวก าจดทงในชวงการแยกตะกอน อยางไรกตาม การด าเนนการนยงไมไดรบอนมตจากผบรหาร คณะนกวจยจงตองท าการทดลองในหองปฏบตการ เพยงอยางเดยว โดยท าการทดลองในฤดการหบออย 2556/2557 จะไดเรมท าในระบบการผลตจรง โดยมการทดลอง เตมสารประกอบเงนลงในน าออยดบ

27

ปญหาทพบขางตนท าใหการทดลองใชจรงในระดบ pilot scale มความลาชา อยางไรกตามคณะนกวจยไดมโอกาสทดลองและทดสอบประสทธภาพการฆาเชอแบคทเรยในโรงงานทแมสอด ซงเปนโรงงานหบออยเพอใชในการผลตไบโอดเซล ไมไดผลตน าตาลเพอบรโภค อยางไรกตามผลการทดลองทไดไมนาเปนทพอใจนก เนองจากขอจ ากดทางเทคนค สงผลใหระบบสผสมอนภาคซลเวอรนาโนไมสามารถก าจดเชอแบคทเรยในน าออยได หากตองการก าจดแบททเรยดวยเทคโนโลยซเวอร จะตองเตมไอออนของโลหะเงนเขาไปในน าออยโดยตรง แมวาวธนจะไมมการปนเปอนของโลหะเงนในผลตภณฑสดทาย เนองจากไอออนของเงนถ กก าจดไประหวางกระบวนการผลต วธน ากไมเหมาะสมในเชงพาณชยเนองจากตนทนสงเกนไป และราคาของโลหะเงนกมความผนผวนมาก

ลงชอ................................................. (รศ. ชชาต ธรรมเจรญ)

หวหนาโครงการฯ

28

ภาคผนวก

Power Point Presentation สรปผลการถายทอดเทคโนโลยและผลการวจย