Therapeutic Injectable Iron-Chelating Hydrogels, Debbie Campbell-Rance

Theses and Dissertations

ABSTRACT

Therapeutic Injectable Iron-Chelating Hydrogels for Improved Central Nervous System Regeneration

By

Debbie S. Campbell-Rance

A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements of the degree of Doctor of Philosophy at Virginia Commonwealth University 2021.

Director: Xuejun Wen, M.D., Ph.D., AIMBE Fellow, Alice T. and William H. Goodwin Jr. Endowed Chair Professor in Regenerative Medicine, Institute for Engineering and Medicine, Department of Chemical and Life Science Engineering

Severe traumatic brain and spinal cord injuries are major global public health and socioeconomic problems in terms of mortality and morbidity. Currently there are two main lines of treatment under development for …

Versatile Functionalization Strategy For The Capture Of Antibodies Using Silica Nanoparticles, Sayma Afrin

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

In this work, the synthesis of protein-functionalized nonporous silica nanoparticles and their application to capture antibodies was demonstrated. Silica nanoparticles were chosen as they offered particle and pore size tunability, low toxicity, thermal stability, ease of synthesis and ease of surface functionalization. A biotin-streptavidin-biotin bridge was constructed on the surface of the particles and used to attach biotinylated Protein A/G (PAG), which has high affinity for antibodies. The biotin-streptavidin-biotin bridge is hypothesized to orient the PAG in a favorable manner for efficient antibody capture. Nonporous silica nanoparticles (approximately 270 nm in diameter) were synthesized via the Stöber method. Following amine …

Development Of Soluble Bioactive Poly(Beta Amino Esters) (Pβaes) For Post-Synthesis Processing, Kelley Wiegman

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

Polymers have proven to be a viable platform to facilitate the controlled and targeted release for a variety of therapeutic agents. Polymeric prodrugs are a growing area of drug delivery in which active pharmaceutical ingredients are covalently linked to a polymeric form in an effort to enhance stability, delivery, and pharmacology. One naturally occurring class of active ingredients, known as polyphenols, can potentially offer a vast array of beneficial therapeutic properties. However, the therapeutic efficacy of these compounds is severely limited due to poor solubility and bioavailability as well as an oxidative and thermal instability. To improve the efficacy of …

Photocatalytic Degradation Of Lignin By Supported Silver Nanoparticles, Ning Wei

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

Lignin is the second most abundant form of biomass on earth. The phenolic structure and high carbon to oxygen ratio make lignin an attractive renewable source of fuel and chemicals. However, its recalcitrance and heterogeneous nature prove difficult for decomposing lignin’s polymer structure and separation of the products. This work has focused on the use of low-energy catalytic approaches to overcome these barriers. A mimic of the lignin degrading enzyme laccase, consisting of a copper cluster Cu4Py4I4 modified with AgNO3, was developed to function similarly to the laccase active site. The prepared copper complex solution was found to be active …

มาส์กจากแผ่นเซลลูโลสแบคทีเรียและทอรีน, โชติกา จักษุกรรฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตมาสก์หน้าจากแผ่นเซลลูโลสแบคทีเรีย (BC) และสารออกฤทธิ์ในเครื่องสำอาง (ทอรีน)เตรียมแผ่นมาสก์โดยนำแผ่นแบคทีเรียเซลลูโลสจุ่มลงในสารออกฤทธิ์ในเครื่องสำอางทอรีน โดยใช้คุณสมบัติการบวมตัว ศึกษาผลของวิธีการทำแห้งของแผ่นฟิมล์แบคทีเรียเซลลูโลสโดยใช้การทำแห้งสองวิธี ทำแห้งแบบปั่นเหวี่ยงที่ความเร็วรอบ 1900 rpmและการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง จากนั้นนำไปวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแผ่นมาส์กโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM), สเปกโตรสโคปีแบบฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรด (ATR FT-IR), เครื่องวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความร้อนของสาร (DSC) และเครื่องวิเคราะห์เชิงอุณหภูมิความร้อน (TGA) พบว่า แผ่นแบคทีเรียเซลลูโลสหลังการทำแห้งมีเปอร์เซ็นต์สูญเสียน้ำสูงจากทั้ง 2 เทคนิค แสดงให้เห็นว่าการทำแห้งด้วยวิธีแช่เยือกแข็งลดความสามารถในการบวมตัวของพอลิเมอร์ของแผ่นแบคทีเรียเซลลูโลส ทำการทดลองโดยนำแผ่นมาส์กที่ผ่านการทำแห้งแช่ในสารละลายทอรีนปริมาณ 10 มิลลิลิตร ความเข้มข้น 50 มิลลิโมลาร์ เป็นเวลา 1 และ 3 ชั่วโมง พบว่า ความเข้มข้นของทอรีนมีผลต่อความแข็งแรงเชิงกลต่อแผ่นแบคทีเรียเซลลูโลส วัดการปลดปล่อยทอรีนบนแผ่นมาส์กโดยใช้เทคนิคโครมาโตกราฟีของเหลวกับแมสสเปคโตรมิเตอร์ (Liquid Chromatography - Mass Spectrometry; LC–MS) . พบว่า โมเลกุลของทอรีนถูกปลดปล่อยทีละน้อยจากแผ่นแบคทีเรียเซลลูโลสแห้งภายในเวลา 1 ชั่วโมง โดยมีการปลดปล่อยทอรีนอยู่ที่ 21.42 % หลังจากผ่านไป 1 ชั่วโมง ผลจากการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าแผ่นแบคทีเรียเซลลูโลสมีศักยภาพในการนำมาประยุกต์ใช้ในเครื่องสำอางได้

การเตรียมเมล็ดไฮโดรเจลสำหรับบรรจุน้ำมันเมล็ดชา, คุณานนต์ สุรัสวดี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเตรียมเม็ดบีดส์ไฮโดรเจลเพื่อเก็บกักน้ำมันเมล็ดชาด้วยอัลจิเนตเเละเพคตินด้วยเทคนิคการเกิดเจลแบบไอออนิก (ionic-gelation) ทำการศึกษาผลของอัตราส่วนอัลจิเนตต่อเพคตินที่มีผลต่อประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำมันเมล็ดชา อัตราส่วนที่เหมาะสมของอัลจิเนตและเพคตินที่มีค่า 0.5:2.0 มีประสิทธิภาพการกักเก็บอยู่ที่ 99.36 ± 0.15% ค่าความหนืดอยู่ที่ 0.833 cP ถึง 119.4 cP สามารถผลิตเม็ดบีดส์ทรงกลมเเละมีความเรียบเนียนขนาดเฉลี่ยเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 2.61 – 4.04 มิลลิเมตร สามารถรองรับแรงกดในช่วง 0.11 – 4.03 นิวตัน เมื่อนำตัวอย่างเม็ดบีดส์มาทดสอบในผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจล,สารละลายบัฟเฟอร์ pH 5.5,น้ำมันขาวและในน้ำกลั่น พบว่ามีความคงตัวสูงและมีศักยภาพสำหรับการจัดเก็บน้ำมันเมล็ดชาเป็นเวลา 45 วัน ความสามารถการขยายตัวของเม็ดบีดส์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอัลจิเนตและเพคติน เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของเพคตินของเพคตินช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำมันเมล็ดชาสูงขึ้น เเละ FTIR spectroscopy ทำการยืนยันโครงสร้างภายในมีการขึ้นรูปเเละการเชื่อมขวางจากอัลจิเนตเเละเพคติน

การศึกษาการผลิตและคุณลักษณะของผลึกโพแทสเซียมลอเรตสำหรับผลิตภัณฑ์โฟมล้างหน้า, จิดาภา เฟื่องฟู

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ผลิตภัณฑ์ประเภทโฟมล้างหน้า ผลิตผ่านปฏิกิริยาสะปอนนิฟิเคชันระหว่างกรดลอริกและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลึกโพแทสเซียมลอเรต โดยทำปฏิกริยาที่อุณหภูมิ 90ºC เป็นเวลา 60 นาทีและเก็บตัวอย่างตามเวลา 0, 10, 20, 30, 40, 50 และ 60 นาที พบว่าค่าการเปลี่ยนมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยที่เวลา 60 นาที ค่าการเปลี่ยนอยู่ที่ 94.77% โดยเวลาไม่มีผลต่อการเกิดปฏิกริยา สำหรับการศึกษาผลของอัตราการทำให้เย็นตัวลงที่มีผลต่อการเกิดผลึกของโพแทสเซียมลอเรตพบว่าการผลิตโฟมล้างหน้าควรใช้อัตราทำให้เย็นตัวลงที่ 1-2 ºC/นาที เพื่อให้ได้ผลึกที่เรียงตัวอย่างสวยงาม เนื้อผลิตภัณฑ์มีความมันวาว และเป็นอัตราการควบคุมที่เหมาะสมในการทำให้ผลิตภัณฑ์เย็นตัวลงและเกิดการตกผลึกที่สมบูรณ์ การศึกษาการเปลี่ยนแปลงปริมาณของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเนื้อผลิตภัณฑ์และการเกิดประกายมุกในเนื้อผลิตภัณฑ์พบว่า KOH 7%, KOH 15% ได้ลักษณะเนื้อที่แข็งร่วน เป็นเจลทึบแสง เกิดประกายมุกชัดเจนในทันที ดังนั้นการลดปริมาณโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์อาจทำให้เหลือปริมาณสารตั้งต้นที่ใช้ในปฏิกริยามากขึ้น และศึกษาการเพิ่มปริมาณของกรดลอริกเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเนื้อผลิตภัณฑ์ โดยศึกษาการเปลี่ยนวัฏภาคด้วยเครื่อง Differential Scanning Calorimetry (DSC) พบว่าอุณหภูมิในการตกผลึกมีความใกล้เคียงกันซึ่งเห็นได้ชัดจากเนื้อผลิตภัณฑ์ที่ประกายมุกนั้นเกิดขึ้นคล้ายคลึงกัน โดยผลึกเกิดขึ้นทันทีหลังจากทำการลดอุณหภูมิ

การผลิตสารเคมีมูลค่าเพิ่มและแก๊สไฮโดรเจนผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันแบบบูรณาการของมูลไก่ไข่, ณิรินทร์ญา กิตติ์จิรวิชญ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ฟาร์มไก่ไข่เป็นหนึ่งในธุรกิจที่มีจำนวนมากที่สุดในประเทศไทยซึ่งทำให้มีศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพที่สูงเนื่องจากมูลไก่สามารถเก็บรวบรวมได้ง่ายและสามารถลำเลียงมูลไก่โดยใช้สายพานลำเลียงและไม่มีวัสดุรองพื้นมาเจือปนมากับมูล งานวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษาการแปรรูปมูลไก่ไข่เป็นน้ำมันดิบชีวภาพ (Biocrude) ด้วยเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับมูลที่มีความชื้นสูงอย่างเทคโนโลยี Hydrothermal liquefaction (HTL) และผลิตภัณฑ์น้ำมันดิบชีวภาพจะถูกนำมาแปรรูปเป็นสารเคมีมูลค่าเพิ่ม ในส่วนของผลิตภัณฑ์ของเหลวที่เหลือ (HTL-AQ) จะถูกนำมาการปรับปรุงคุณภาพด้วย Wet Oxidation (WO) และแปรรูปเป็นแก๊สไฮโดรเจนด้วยเทคโนโลยี Aqueous Phase Reforming (APR) ผ่านการจำลองกระบวนการด้วยโปรแกรม Aspen Plus และนำมาวิเคราะห์เพื่อหาสภาพวะที่เหมาะสมและการปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการรวมถึงผลิตภัณฑ์และการลดการปลดปล่อยของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยจากผลการจำลองพบว่าที่การดำเนินการของการะบวนการ HTL ที่อุณหภูมิ 340 ͦ C และความดัน 18 MPa มูลไก่ไข่ส่วนใหญ่จะเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์สามชนิด ได้แก่ HTL-AQ ร้อยละ 67.21 โดยมวล biocrude ผลิตภัณฑ์น้ำมันชีวภาพ ร้อยละ 22.46 โดยมวล และก๊าซอื่นๆ ร้อยละ 10.33 โดยมวล นอกจากนี้ช่วงของอัตราส่วนการป้อนแก๊สไฮโดรเจนต่อผลิตภัณฑ์น้ำมันดิบชีวภาพที่เหมาะสมของกระบวนการ hydrotreating จะอยู่ที่ 1:60 – 1:30 ส่วนอัตราส่วนการป้อน HTL-AQ ต่อแก๊สออกซิเจนที่เหมาะสมต่อกระบวนการ WO คือช่วง 1:9 ถึง 1:10 สำหรับกระบวนการ APR อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 270 °C ซึ่งเป็นอุณหภูมิเริ่มต้นที่ทำให้ผลิตภัณฑ์แก๊สไฮโดรเจนมีแนวโน้มสูงขึ้นและความดันที่เหมาะสมอยู่ที่ 15-20 bar ซึ่งทำให้ความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนอยู่ที่ร้อยละ 64.89 โดยมวลและมีการปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์น้อยลง ร้อยละ 21.35 หลังจากปรับปรุงกระบวนการ

จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน โดยใช้อะซิโตนหรือน้ำมันไบโอดีเซลเป็นตัวทำละลายร่วม, ธีรภัทร หรูปานวงษ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันระหว่างน้ำมันพืชและเมทานอลเป็นปฏิกิริยาที่ใช้สำหรับผลิตน้ำมันไบโอดีเซล ซึ่งเป็นหนึ่งในพลังงานทดแทนสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล แต่เนื่องจากน้ำมันพืชและเมทานอลละลายเข้าด้วยกันได้น้อย การใส่ตัวทำละลายร่วม (co-solvent) เพื่อทำให้สารตั้งต้นสามารถละลายกันได้ดีขึ้นจึงถูกนำมาศึกษา และจากงานวิจัยในอดีต ผลกระทบของการใช้ตัวทำละลายร่วมต่อปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันจะถูกศึกษาจากปริมาณน้ำมันไบโอดีเซลที่เกิดขึ้น แต่ในงานวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ การเกิดปฏิกิริยาของมอนอกลีเซอร์ไรด์ ไดกลีเซอร์ไรด์ และไตรกลีเซอร์ไรด์จะถูกศึกษาด้วย งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์เคมีของปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน เมื่อใช้อะซิโตนหรือน้ำมันไบโอดีเซลเป็นตัวทำละลายร่วม การทำปฏิกิริยาเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะ (batch reactor) ในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 40 ถึง 60 องศาเซลเซียส ที่ปริมาณตัวทำละลายร่วมตั้งแต่ร้อยละ 0 ถึง 20 โดยมวลของน้ำมันปาล์ม อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันปาล์ม 3:1 4:1 5:1 และ 6:1 โดยใช้โซเดียมเมทอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่น้ำหนักร้อยละ 1 โดยมวลของน้ำมันปาล์ม ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า มอนอกลีเซอร์ไรด์มีความว่องไวต่อการทำปฏิกิริยากับเมทานอลสูงที่สุดในบรรดาเหล่ากลีเซอร์ไรด์ และการใช้อะซิโตนเป็นตัวทำละลายร่วมจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเริ่มต้นและร้อยละผลได้ของไบโอดีเซลที่เวลา 60 นาทีสูงขึ้น เนื่องจากอะซิโตนสามารถทำให้สารในระบบละลายเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ขณะที่การใช้น้ำมันไบโอดีเซลเป็นตัวทำละลายร่วมจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเริ่มต้นต่ำลงจากการเจือจางความเข้มข้นของสาร อย่างไรก็ตาม ตัวทำละลายร่วมแทบจะไม่ส่งผลต่อปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง และหากปริมาณตัวทำละลายร่วมต่ำกว่าร้อยละ 10 โดยมวลของน้ำมันพืช การใช้ตัวทำละลายร่วมแทบจะไม่ส่งผลต่ออัตราการเกิดไบโอดีเซลเริ่มต้น อีกทั้งยังทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเริ่มต้นระหว่างมอนอกลีเซอร์ไรด์และเมทานอลต่ำลง

ผลกระทบของเมทิลเอสเทอร์ของน้ำมันปาล์มในปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน ในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโซเดียมฟอสเฟต, ธนาธิป ธนานิธิกร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้ทำการศึกษาผลกระทบของเมทิลเอสเทอร์ของน้ำมันปาล์มในปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน ในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโซเดียมฟอสเฟต สำหรับผลิตไบโอดีเซล ซึ่งเป็นหนึ่งในพลังงานทดแทน โดยกำหนดความเร็วรอบในการปั่นกวนอยู่ที่ 600 รอบต่อนาที ความดัน 900 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาร้อยละ 0.5 โดยมวลของน้ำมันปาล์มโอเลอิน และใช้เมทิลเอสเทอร์ของน้ำมันปาล์มเป็นตัวทำละลายร่วม อันเนื่องมาจากน้ำมันและเมทานอลที่เป็นสารตั้งต้นในการทำปฏิกิริยาละลายเข้าด้วยกันได้น้อยมาก จึงต้องใส่ตัวทำละลายร่วม เพื่อทำให้สารตั้งต้นสามารถละลายเข้ากันได้ดีขึ้น ซึ่งการทำปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะทำในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 60 ถึง 190 องศาเซลเซียส ใช้อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันปาล์มโอเลอินที่ 6:1 12:1 และ 18:1 และใช้ตัวทำละลายร่วมตั้งแต่ร้อยละ 0 ถึง 20 โดยมวลของน้ำมันปาล์มโอเลอิน โดยผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิและอัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันปาล์มโอเลอิน เป็นตัวแปรสำคัญต่อปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน กล่าวคือ การเพิ่มตัวแปรเหล่านี้จะทำให้ปฏิกิริยาเกิดได้ดีขึ้น และที่สภาวะการทำปฏิกิริยาสูง การใส่ตัวทำละลายร่วมลงไปจะทำให้เกิดปรากฏการณ์เจือจางส่งผลให้ปฏิกิริยาเกิดได้ช้าลง แต่ที่สภาวะการทำปฏิกิริยาต่ำ การใส่ตัวทำละลายร่วมลงไปจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดได้ดีขึ้นในช่วงปฏิกิริยาเริ่มต้น เนื่องมาจากการใส่ตัวทำละลายร่วมช่วยชดเชยเรื่องปริมาณเมทานอลที่ลดลง ในขณะที่ช่วงท้ายปฏิกิริยา การใส่ปริมาณตัวทำละลายร่วมเพิ่มจะส่งผลให้ปฏิกิริยาเกิดได้ดีขึ้น แต่หากใช้ปริมาณตัวทำละลายร่วมมากเกินไป จะทำให้เกิดปรากฏการณ์เจือจางขึ้นจนทำให้ปฏิกิริยาเกิดช้าลง

ปัจจัยที่มีผลต่อการเติบโตและการผลิตลูทีนในจุลสาหร่าย Dunaliella Tertiolecta, พัทธ์ศริยา พงษ์ลำเจียกงาม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้ประเมินความเป็นไปได้ของการนำจุลสาหร่าย Dunaliella tertiolecta จากคลังเก็บสายพันธุ์ของห้องปฏิบัติการมาศึกษาการผลิตลูทีนภายใต้สภาวะความเค็ม, ปริมาณและแหล่งไนโตรเจน, ความเข้มแสงและความยาวคลื่นแสง และรูปแบบการให้อากาศที่แตกต่างกัน ดำเนินการทดลองเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายในขวดแก้วดูแรนขนาด 2 ลิตร (เส้นผ่านศูนย์กลาง 136 มิลลิเมตร x ความสูง 248 มิลลิเมตร) เป็นเวลา 8 วัน โดยปรับความความเค็มของอาหารเลี้ยงในช่วง 30 – 150 พีพีที ปริมาณไนโตรเจนในช่วง 3.1-18.6 มิลลิกรัม-ไนโตรเจน/ลิตร ในแหล่งไนโตรเจน NaNO3, Ca(NO3)2, Urea และ (NH4)2SO4 ที่ความเข้มแสง 67-402 ไมโครโมลโฟตอน/ตารางเมตร×วินาทีด้วยแสงสีแดง สีน้ำเงิน และแสงสีขาว โดยมีรูปแบบการให้อากาศเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 2.5% โดยปริมาตรและอากาศปกติที่ความเข้มข้นไนโตรเจน 150%-1,000% ผลการศึกษาพบว่าจุลสาหร่ายสามารถเจริญเติบโตได้ในการเพาะเลี้ยงที่ความเค็ม 30 พีพีที ที่แหล่งไนโตรเจน Ca(NO3)2 ความเข้มข้น 1,000% ไนโตรเจน เพาะเลี้ยงด้วยหลอดไฟแอลอีดีสีขาวภายใต้ความเข้มแสง 402 ไมโครโมลโฟตอน/ตารางเมตร×วินาที ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 2.5% โดยปริมาตรที่อัตราการไหล 1.6 ลิตร/นาที โดยจุลสาหร่ายเจริญเติบโตได้สูงสุดที่ 549.91 ± 41.49 x 104 เซลล์/มิลลิลิตร ได้รับน้ำหนักแห้งสูงสุดเท่ากับ 1,397.3 ± 84.03 มิลลิกรัม/ลิตร และสามารถผลิตลูทีนได้เท่ากับ 3.25 ± 0.23 มิลลิกรัม/ลิตร หรือ 2.49 ± 0.08 มิลลิกรัม/กรัม ภายใต้สภาวะดังกล่าวจุลสาหร่าย Dunaliella tertiolecta สามารถผลิตโปรตีนได้ 46.44% โดยน้ำหนักแห้ง ซึ่งคิดเป็น 464.38 มิลลิกรัม/กรัม

การประยุกต์ใช้โครงข่ายประสาทเทียมเพื่อทำนายค่าความเข้มข้นของหอกลั่นแยกเอทานอลและน้ำโดยมีจำนวนข้อมูลจำกัด, พันธกานต์ ชุนหะวัฒนกิจ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โครงข่ายประสาทเทียมนั้นเป็นรูปแบบหนึ่งของระบบการคิดของคอมพิวเตอร์ที่สามารถเรียนรู้ความสัมพันธ์ของตัวแปรโดยใช้ข้อมูลจำนวนมาก ในปัจจุบันนั้นโครงข่ายประสาทเทียมได้ถูกปรับใช้ในสิ่งรอบตัวมากมายรวมถึงในวิศวกรรมเคมีโดยเฉพาะในการทำนายความเข้มข้นขาออกของระบบหอกลั่น แต่เนื่องจากงานของวิศวกรรมเคมีนั้นส่วนมากเป็นการหาความสัมพันธ์ของตัวแปรที่มาจากการทดลองซึ่งอาศัยเวลาและเงินทุนจำนวนมากในการทำการทดลองทำให้ไม่สามารถดึงประสิทธิภาพในการใช้โครงข่ายประสาทเทียมได้อย่างเต็มที่ งานวิจัยฉบับนี้จึงมีจุดประสงค์ที่จะศึกษาและค้นคว้าการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยใช้หอกลั่นแยกเอทานอลและน้ำเป็นระบบในการศึกษามาจากแนวคิดที่ว่า หากใช้โครงข่ายประสาทเทียมที่เรียนรู้ข้อมูลพื้นฐานของหอกลั่นจากทฤษฎีพื้นฐานของหอกลั่นแล้วนำค่าจากโครงข่ายประสาทเทียมนั้นมาสร้างสมการความสัมพันธ์กับข้อมูลจริงที่มีจำกัดจากการถดถอย(Regression) เพื่อให้ค่าทำนายเหล่านั้นใกล้เคียงกับค่าจริงมากที่สุดซึ่งถูกเรียกว่าระบบการคำนวณ ถึงแม้ข้อมูลจริงมีจำนวนจำกัดเพียง 15 ข้อมูลแต่เนื่องจากค่าที่ทำนายได้จากโครงข่ายประสาทเทียมนั้นอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีหอกลั่น ทำให้ค่าที่ทำนายหลังจากการปรับแก้ด้วยสมการความสัมพันธ์(Correction Function) มีประสิทธิภาพของความแม่นยำสูงกว่าการใช้โครงข่ายประสาทเทียมที่มีข้อมูลจำกัดได้มากกว่า 3.4 เท่า รวมถึงมีความเที่ยงตรงไม่เกินความคลาดเคลื่อนร้อยละ 1 จากค่าจริงทั้งการทำนายความเข้มข้นขาออกที่ยอดหอและก้นหอ จากผลที่ได้ทำให้สามารถนำการปรับใช้ระบบการคำนวณนี้ในระบบหอกลั่นจริงไม่ว่าจะเป็น หอกลั่นขนาดเล็กในการทดลอง หอกลั่นในรูปแบบขั้นตอนเดียว หรือหอกลั่นในโรงงานอุตสาหกรรม

ผลของชนิดกรดที่มีต่อระยะการเกิดและเสถียรภาพของกรดเปอร์ฟอร์มิก​, ณัฏฐณิชา วิปัชชา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาผลของชนิดและความเข้มข้นกรดอนินทรีย์ที่มีผลต่อระยะเวลาการเกิด ความเสถียร และการสลายตัวของกรดเปอร์ฟอร์มิก โดยกรดที่นำมาศึกษามีจำนวน 4 ชนิด ได้แก่ กรดซัลฟิวริก (H2SO4), กรดฟอสฟอริก (H3PO4), กรดไนตริก (HNO3) และกรดไฮโดรคลอริก (HCl) การสังเคราะห์กรดเปอร์ฟอร์มิกทำโดยการผสมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ กรดฟอร์มิก น้ำ และสารละลายกรด ในขวดพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง ตัวอย่างมีทั้งที่มีการเติมและไม่เติมสารละลายกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การทดลองทำที่อุณหภูมิห้อง และติดตามการเปลี่ยนแปลงของกรดฟอร์มิกและเปอร์ฟอร์มิกด้วยเทคนิคการไทเทรตกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ หาปริมาณของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เหลือด้วยการไทเทรตกับสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต จากผลการทดลองพบว่าการมีกรดซัลฟิวริกในปฏิกิริยาสามารถเพิ่มอัตราการเกิดของกรดเปอร์ฟอร์มิกได้มากขึ้นและช่วยลดการสลายตัวของกรดเปอร์ฟอร์มิก สำหรับกรดฟอสฟอริกและกรดไนตริกจะไม่มีผลต่ออัตราการเกิดกรดเปอร์ฟอร์มิก แต่ช่วยชะลอการสลายตัวของกรดเปอร์ฟอร์มิกได้ ในขณะที่กรดไฮโดรคลอริกเร่งการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการนำมาผลิตกรดเปอร์ฟอร์มิก นอกจากนี้ยังพบว่ากรดเปอร์ฟอร์มิกที่ผลิตขึ้นมาควรใช้ทันทีภายใน 12 ชั่วโมงหลังจากการเตรียม

การใช้ตัวทำละลายร่วมในปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน โดยมีโซเดียมฟอสเฟตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา, ศรัณยู ถาวรพัทธ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยฉบับนี้เป็นการศึกษาถึงผลกระทบของตัวทำละลายร่วมในการทำปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชั่นของน้ำมันปาล์มโอเลอินและเมทานอลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธ์เป็นโซเดียมฟอสเฟต ทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะชนิดถังกวน ความเร็วรอบในการปั่นกวน 600 รอบต่อนาที ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา ร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนักน้ำมันพืช อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันพืชเท่ากับ 6:1 ถึง 30:1 ชนิดตัวทำละลายร่วมที่เลือกใช้คือ อะซิโตนและเตตระไฮโดรฟูแรน ปริมาณตัวทำละลายร่วมร้อยละ 10 และ 20 โดยน้ำหนักน้ำมัน อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา 60 90 140 190 องศาเซลเซียส ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ตัวทำละลายร่วมไม่ส่งผลกระทบต่อค่าคงที่ทางจลน์พลศาสตร์ของปฏิกิริยา และยังส่งผลเสียในการเจือจางตัวเร่งปฏิกิริยาและสารตั้งต้นในการทำปฏิกิริยาที่สภาวะอุณหภูมิสูง (190 องศาเซลเซียส) นอกจากนี้ การทำปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชั่นชอบการทำปฏิกิริยาในสภาวะที่มีความเข้มข้นของเมทานอลในวัฏภาคที่ทำปฏิกิริยาสูงๆ การละลายเข้าด้วยกันที่มากเกินไปของเมทานอลและน้ำมันพืชจะส่งให้ปฏิกิริยาเกิดช้าลงแทน

ผลกระทบของแอนไอออนที่ปนเปื้อนในน้ำต่อการสังเคราะห์กรดเปอร์ฟอร์มิก, วนิดา มลาภูมิ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาผลของแอนไอออนที่มีต่อการเตรียมกรดเปอร์ฟอร์มิก แอนไอออนที่ทำการศึกษาได้แก่ คลอไรด์, ซัลเฟต, ไบคาร์บอเนต, คาร์บอเนต และไนไตรท์ (ในรูปของเกลือโซเดียม) การเตรียมกรดเปอร์ฟอร์มิกทำโดยการผสม น้ำกลั่น, กรดเปอร์ฟอร์มิก, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และสารละลายของแอนไอออน ในขวดพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงที่อุณหภูมิห้อง ติดตามการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของกรดเปอร์ฟอร์มิก, กรดฟอร์มิก และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ด้วยการไทเทรตกับสารละลายมาตรฐานโซเดียมไฮดรอกไซด์และโพแตสเซียมเปอร์แมงการเนตตามลำดับ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ไฮดรอกไซด์, คาร์บอเนต และไบคาร์บอเนต เร่งการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกรดเปอร์ฟอร์มิกอย่างรุนแรงตั้งแต่ชั่วโมงแรกหลังการผสม คลอไรด์และไนไทรต์ทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ในขณะที่ซัลเฟตสามารถเพิ่มการเกิดกรดเปอร์ฟอร์มิก นอกจากนี้ยังพบว่าสารละลายกรดเปอร์ฟอร์มิกที่เตรียมขึ้นควรใช้ภายใน ๑๒ ชั่วโมงหลังผสม

Techno-Economic Analysis Of Succinic Acid Production From Sugarcane Molasses, Apitsada Rongsawad

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study proposes an alternative approach to address global warming concerns by introducing bio-based succinic acid production derived from molasses and waste CO2 in ethanol production as a substitute for conventional petroleum-based methods. The evaluation focuses on the downstream process; reactive extraction, aiming to assess its feasibility in terms of technical, economic, energy, and CO2 emission performance. The results indicate that the integrated process, Int. ETOH+SA 25:75, exhibits remarkable benefits, including a 66% reduction in CO2 emissions from ethanol production, a 77% decrease in energy consumption compared to petroleum-based methods, and NPV of 2,180 million USD with a 40.81% IRR …

Simulation Of Photoelectrochemical Co2 Conversion To Useful Chemicals, Aroonroj Chaosukho

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Photoelectrochemical (PEC) CO2 reduction reaction (CO2 RR) is one of the possible solutions to reduce CO2 emissions. Among a variety of products derived from CO2 RR, CO, and HCOO- are found to be interesting chemicals. The geometry and arrangement of the main components of PEC cells play important roles in the cell performance of CO2 RR. In this study, a correlation of hydrodynamics and kinetics on the TiO2-photoanode and SnO2-GDE, used as a cathode, was investigated by COMSOL Multiphysics by controlling operating conditions for 2-dimensional different PEC cell configurations. The Microfluidic flow cell (MFC) with a zero-gap anode with a …

Enzymatic Pretreatment Of Rice Bran Acid Oil Before Γ-Oryzanol Recovery, Asdarina Binti Yahya

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aims to apply enzymatic reactions for pretreating the major byproduct of rice bran oil (RBO) industry, rice bran acid oil (RBAO) before γ-oryzanol recovery. RBAO contains free fatty acids (FFAs), glycerides, and is rich in the super-antioxidant, γ-oryzanol. As a primary step to recover γ-oryzanol from RBAO, glycerides must be removed because of having similar polarity with γ-oryzanol. This study is conducted in two parts, hydrolysis and esterification/transesterification. In the first part, enzymatic hydrolysis. The study evaluates the performance of operating conditions using one factor at a time (OFAT) on the reaction time, temperature, lipase loading, water:RBAO ratio, …

Development Of Bioplastic Composite Films With Improved Antimicrobial Properties: A Comparative Study Between Blown Film Extrusion, Doctor Blading And Spray Coating, Atiwit Singhapan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) (P3HB4HB) is a bioplastic that has gained attention as a potential alternative to petroleum-based plastics in film packaging due to its good barrier properties and thermal stability. However, poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) has no outstanding properties. Therefore, the researcher added lignin powder to improve its antimicrobial properties, another essential property of the packaging film. This work successfully prepared a composite bioplastic film between poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) and lignin powder by forming through a blown film extrusion, doctor blading, and spray coating. In order to give the film a high surface energy and enable it to adhere to the lignin solution on the surface, the …

Parameters Optimization In Chlor-Alkali Ion-Exchange Membrane Electrolysis Process With Artificial Neural Network, Kittapas Sukantowong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Since ion-exchange membrane electrolysis cell has developed for producing Chlor-Alkali products. New higher efficiency and lower consumption technology are released from licensors yearly, which made the process correlation deviate from the original design. The machine learning is used with “Neural Network Fitting Tool (nftool)” in MATLAB. To find a correlation between 5 inputs consisting of current density (CD, KA/m2), operation day (DOL, day), feed brine flow rate (QFB, m3/h), feed caustic flow rate (QHD, m3/h), cell temperature (T, degC) and one output which is cell voltage (CV, V). Datasets were collected from the plant information management system “exaquantum” historian database. …

Economic Evaluation Of Ethyl Lactate Production Via Reactive Distillation At Different Concentrations Of Lactic Acid, Nattapat Klin-U-Bol

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Ethyl lactate is a green solvent made from agricultural crops, making it more environmentally friendly than petrochemical solvents. The product is obtained via esterification of lactic acid with ethanol over Amberlyst-15 acid catalyst in a reactive distillation column. In commercial-scale production of ethyl lactate, this work designs production processes at two concentrations of lactic acid (50 and 85 wt.%) and two ethanol feed temperatures (25 and 85 °C). Highly concentrated lactic acid can result in adverse effects, such as increased oligomers and reduced desired products, making a comprehensive simulation of the production process necessary to evaluate energy consumption, economics, and …

Simultaneous Reaction And Separation Technologies For Biodiesel Production Derived From Alternative Feedstocks, Nattawat Petchsoongsakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research focused on the production of biodiesel using hybridized reactive distillation (hybridized RD) and centrifugal contractor reactor (CCR) from waste cooking oil (WCO) to reduce the operating cost. However, WCO contains some water which can cause saponification. The study showed that using two heat exchangers with hybridized RD is a simple method for water removal but it required the highest energy and cost (1.63 $/kg biodiesel). The extended spacing stage for water removal required a new hybridized RD construction with additional spacing stages. This method can handle and require less energy, resulting in lower cost (1.07 $/kg biodiesel). The …

Sulfur-Tolerant Cobalt-Doped La0.3sr0.7tio3-D-Perovskite Cathode For Intermediate-Temperature Solid Oxide Electrolysis Cell, Natthamon Nuengjumnong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Lanthanum doped strontium titanate (LST) is a perovskite cathode in Solid Oxide Electrolysis Cell (SOEC) which shows great performance in syngas production from CO2 and steam feed. However, the LST type cathode suffers from structural stability. Sulfur containing in industrial exhaust gas can affect its durability which inhibit the technology in real application. Therefore, to improve sulfur tolerance, La0.3Sr0.7Ti1-yCoyO3-δ (LSTC) by adding Co2+ metal ion at B-site when y is 0 to 20%mol was synthesized. Citrate acid-nitrate combustion method was used and the synthesized powder. LST and La0.3Sr0.7Ti0.9Co0.10O3-δ (LSTC0.10) exhibited single phase perovskite while La2O3 and La(OH)3 were observed in …

Ethylene Polymerization With Zirconocene Catalyston Zeolite A Support Derived From Fly Ash, Natthapat Warintha

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Zeolite A (LTA) synthesis from fly ash has many applications, in which metallocene catalytic support is uncommon. This research study has three parts. Firstly, investigation of the effects of immobilized MAO cocatalyst and zirconocene catalyst techniques on silica support. Immobilized MAO, followed by metallocene catalyst method had the highest catalytic activity, which was used in the next parts. The second part examined the optimal temperature and [Al]MAO/[Zr]cat ratio with ethylene polymerization in a semi-batch autoclave reactor utilizing LTA-supported metallocene catalysts. The optimal conditions were found at 80°C and [Al]MAO/[Zr]cat ratios equal to 2000 that were used in the next section. …

Comparison Of Techno-Economic Analysis Of 1,3-Propanediol Production From Crude Glycerol Via Chemical And Biological Methods, Sivatchaya Boriboon

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

At present, the biodiesel industry is expanding rapidly which could lead to an oversupply of the by-product, crude glycerol. To manage this, crude glycerol should be converted into value-added chemicals such as 1,3-propanediol (1,3-PDO). In this study, the production of 1,3-PDO via catalytic reaction is simulated using a process simulator to evaluate its techno-economic performance as well as its environmental impact. The obtained results will be compared with the conventional production of 1,3-PDO to point out the advantages that the catalytic reaction can offer in terms of economic, energy utilization, raw material utilization, and environmental impacts.

Scale Up Of Benzoxazinone Derivative Synthesis In Batch Reactor, Sumate Boonkird

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Benzoxazinone derivative is one of starting materials in the synthesis of Deferasirox (a Chelating iron for thalassemia patient). The parameters of Benzoxazinone derivative synthesis were investigated from the condensation of salicylic acid, salicylamide, cyanuric chloride, and triethylamine using toluene as solvent. The mole equivalent ratio of salicylic acid: salicylamide:cyanuric chloride:triethylamine at 1:1:0.67:1 provided the 46.77% yield of Benzoxazinone derivative in laboratory scale. Surprisingly, 4-chloro-2-(2-hydroxyphenyl)-4H-benzo[e][1,3]oxazine-4-ol was observed in the synthesis of Benzoxazinone derivative. In addition, the reaction scheme of Benzoxazinone derivative synthesis was proposed as a model for the study of the chemical kinetic constant. Furthermore, the scale up of Benzoxaxinone …

Effects Of Zinc Oxide On Thermal, Mechanical, Morphological, And Gas Barrier Properties Of Polybutylene Succinate/ Poly(3-Hydroxybutyrate-Co-4-Hydroxybutyrate) Films, Sunisa Suwatthi

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Currently, conventional polymers from petrochemical processes have low biodegradability and remain in the environment for several hundred years. This has negative effects on the environment. This research aims to improve the properties of biopolymers such as poly(butylene succinate) (PBS) and poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) (P3HB4HB). P3HB4HB was selected to blend with PBS in with weight ratios of PBS:P3HB4HB was 90/10 and ZnO nanoparticles (0.5, 1 and 2%) was selected as a nucleating agent. The melt blending process using an internal mixer and molded into a film using a compression molding process. The chemical structures, morphological properties, thermal properties, dynamic mechanical properties, mechanical properties …

Control Of A Polybutylene Succinate (Pbs) Polymerization In A Semi-Batch Reactor By Neural Network Model Based Predictive Controller, Takorn Plengsangsri

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Polybutylene succinate (PBS) is a biodegradable plastic known for its strength and versatility in various applications. This research presents a data-driven approach to simulate temperature control in a semi-batch reactor during polymerization, the performance of the proposed approaches was compared against conventional controllers, including PID control and first-principles model MPC control. The study developed neural network model-based predictive control (NNMPC) and multiple neural network model-based predictive control (Multi-NNMPC), using Python and Tensorflow. Neural network models were trained by using a wide range of dynamic data with varying numbers of neurons in hidden layers to investigate the process dynamics under different …

The Study Of Weave-Pattern Effect On Filtration Performance Of Woven Filter Cloths By Computational Fluid Dynamic Modeling, Wisit Bandasak

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

An important global problem that has an impact on both human health and the environment is air pollution. Exercise and outdoor activities are essential for human well-being, but they can also have a detrimental effect on health and the environment. For example, PM2.5 and PM10 particles can enter the lungs and cause respiratory and cardiovascular disorders. Moreover, masks must be worn in order to stop the COVID-19 epidemic from spreading. Nevertheless, not all masks are effective in preventing viruses and air pollution. Consequently, selecting the proper mask is essential for avoiding health risks. Using the use of computational fluid dynamics, …

Graphical Revamping Of A Crude Distillation Unit Under Two Variable Operational Scenarios - Naphtha Stabilizer And Reformer Operated, Amany G. Abo-Mousa, Dina A. Kamel, Hany A. Elazab, Mamdouh A. Gadalla, Mai K. Fouad

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

Energy costs represent significant parts of the total operating costs of crude refining industries. Energy integration is a typical solution to reduce heating and cooling utilities in crude refining plants through maximizing the target temperature of crude oil streams before entering the furnace. Over the past few decades, a significant progress has been made in energy integration methods including Pinch technology and mathematical programming approaches. Example of these is a graphical technique which plots Thot versus Tcold for energy analysis and revamping studies. The current research employs the Thot - Tcold diagrams in an algorithm to retrofit an existing crude …