Original Title: Biosorption of Local Textile Dyes Onto Acid-Tolerant Macro-Beads of Chitosan-Immobilized Rhizopus arrhizus Biomass
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការស្រូបយកពណ៌ជ្រលក់ក្រណាត់ក្នុងស្រុកទៅលើគ្រាប់ម៉ាក្រូធន់នឹងអាស៊ីតនៃជីវម៉ាស Rhizopus arrhizus ដែលត្រូវបានចងភ្ជាប់នឹង Chitosan

ចំណងជើងដើម៖ Biosorption of Local Textile Dyes Onto Acid-Tolerant Macro-Beads of Chitosan-Immobilized Rhizopus arrhizus Biomass

អ្នកនិពន្ធ៖ Weeranuch Lang (Hokkaido University), Pitchpong Buakaew (Kasetsart University), Wanvisa Buranaporipan (Hokkaido University), Jintanart Wongchawalit (Kasetsart University), Nobuo Sakairi (Hokkaido University), Wirat Vanichsriratana (Kasetsart University), Sarote Sirisansaneeyakul (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2013, Kasetsart J. (Nat. Sci.)

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology / Environmental Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឧស្សាហកម្មវាយនភ័ណ្ឌបានបញ្ចេញទឹកកខ្វក់ដែលមានផ្ទុកពណ៌ជ្រលក់យ៉ាងច្រើនចូលទៅក្នុងបរិស្ថាន ដែលបង្កផលប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី ដោយសារសមាសធាតុទាំងនោះពិបាកនឹងបំបែក។ ការសិក្សានេះស្វែងរកដំណោះស្រាយសន្សំសំចៃនិងមានប្រសិទ្ធភាព តាមរយៈបច្ចេកវិទ្យាស្រូបយកដោយជីវម៉ាស (Biosorption)។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធពិសោធន៍បែប Batch (Batch biosorption studies) ដើម្បីវាយតម្លៃសមត្ថភាពរបស់ជីវម៉ាសផ្សិត និងគ្រាប់ Chitosan ក្នុងការស្រូបយកពណ៌ជ្រលក់ពីក្នុងសូលុយស្យុង។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Dried Fungal Biomass (FB)
ជីវម៉ាសផ្សិតស្ងួត (FB) នៃពូជ Rhizopus arrhizus
ឈានដល់លំនឹងនៃការស្រូបយកពណ៌បានលឿន (ត្រឹម ៣០នាទី) និងមានអត្រាស្រូបយកពណ៌ប្រភេទ CT បានខ្ពស់ជាង។ មានទម្រង់ជាម្សៅដែលធ្វើឱ្យពិបាកក្នុងការប្រមូលយកមកវិញ (Recovery) ពិបាកផ្ដាច់ពណ៌ចេញដើម្បីប្រើប្រាស់ឡើងវិញ និងងាយរលាយបាត់បង់ភាពដើម។ សមត្ថភាពស្រូបយកពណ៌អតិបរមាតាមម៉ូដែល Langmuir គឺ 162.4 mg/g សម្រាប់ព៌ណ RR និង 120.7 mg/g សម្រាប់ព៌ណ CT។
Acid-Tolerant Chitosan-Immobilized Biomass (Ch-F beads)
គ្រាប់ជីវម៉ាសចងភ្ជាប់ជាមួយ Chitosan ធន់នឹងអាស៊ីត (Ch-F beads)
មានស្ថិរភាពខ្ពស់មិនងាយរលាយក្នុងមជ្ឈដ្ឋានអាស៊ីត ងាយស្រួលប្រមូលយកចេញពីទឹកកខ្វក់ និងអាចផ្ដាច់ពណ៌ចេញដើម្បីប្រើប្រាស់ឡើងវិញបានច្រើនដង។ មានសមត្ថភាពស្រូបយកពណ៌ប្រភេទ Azo ខ្ពស់បំផុត។ ចំណាយពេលយូរជាងមុនបន្តិចដើម្បីឈានដល់លំនឹងនៃការស្រូបយក ដោយសារកោសិកាផ្សិតត្រូវបានខ្ចប់ណែននៅក្នុងគ្រាប់ ហើយមានសមត្ថភាពស្រូបពណ៌ CT ទាបជាងទម្រង់ជាម្សៅ។ សមត្ថភាពស្រូបយកពណ៌អតិបរមាតាមម៉ូដែល Langmuir គឺ 198.15 mg/g សម្រាប់ព៌ណ RR និង 76.84 mg/g សម្រាប់ព៌ណ CT ដោយអាចប្រើប្រាស់ឡើងវិញបានយ៉ាងហោចណាស់ ៣ដងតាមរយៈការប្រើ NaOH។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសផលិតជីវម៉ាសសាមញ្ញដែលមានតម្លៃទាប ដោយសារ Chitosan ជាវត្ថុធាតុដើមងាយស្រួលរក ប៉ុន្តែទាមទារឧបករណ៍វិភាគកម្រិតខ្ពស់សម្រាប់សិក្សាលក្ខណៈរូប។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់គំរូពណ៌ជ្រលក់ (RR និង CT) ពីរោងចក្រវាយនភ័ណ្ឌនៅខេត្ត Nakhon Pathom ប្រទេសថៃ មកធ្វើការពិសោធន៍ក្នុងលក្ខខណ្ឌទឹកសិប្បនិម្មិតកម្រិត pH 3.0។ លទ្ធផលនេះអាចមានការប្រែប្រួលបន្តិចបន្តួចប្រសិនបើអនុវត្តជាមួយទឹកកខ្វក់ជាក់ស្តែងពីរោងចក្រនៅកម្ពុជា ដែលតែងតែមានផ្ទុកសារធាតុគីមីចម្រុះ និងកម្រិត pH ប្រែប្រួលខ្លាំង។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេសស្រូបយកពណ៌ដោយជីវម៉ាសនេះ ពិតជាមានសក្តានុពលខ្ពស់និងអាចអនុវត្តបានសម្រាប់ដោះស្រាយបញ្ហាទឹកកខ្វក់ឧស្សាហកម្មនៅកម្ពុជា។

ជារួម បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតគ្រាប់ Ch-F beads គឺជាដំណោះស្រាយប្រកបដោយចីរភាពនិងសន្សំសំចៃ ដែលស្របទៅនឹងគោលនយោបាយគ្រប់គ្រងកាកសំណល់រាវ និងការលើកកម្ពស់បរិស្ថាននៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. រៀបចំកោសិកាផ្សិត និងវត្ថុធាតុដើមគីមី: បណ្តុះពូជផ្សិត Rhizopus arrhizus ក្នុងមជ្ឈដ្ឋាន TGY និងរៀបចំទិញម្សៅ Chitosan រួមទាំងសារធាតុ TPP សម្រាប់ត្រៀមធ្វើការចងភ្ជាប់ជីវម៉ាស (Immobilization)។
  2. ផលិតគ្រាប់ជីវម៉ាស (Ch-F Beads Formulation): អនុវត្តការរំលាយ Chitosan កំហាប់ 3% ក្នុងអាស៊ីតអាសេទិក រួចលាយជាមួយស្ពែរផ្សិត ហើយបន្តក់ចូលទៅក្នុងសូលុយស្យុង TPP ដើម្បីបង្កើតជាគ្រាប់កម្រិតម៉ាក្រូ (Macro-beads) ទំហំប្រមាណ 2.5 mm។
  3. វាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពស្រូបពណ៌ក្នុងបន្ទប់ពិសោធន៍: ប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ UV/Vis Spectrophotometer ដើម្បីវាស់កំហាប់ពណ៌ដែលនៅសល់ក្នុងសូលុយស្យុងគំរូ ក្រោយពីដាក់សាកល្បងគ្រាប់ជីវម៉ាសនៅកម្រិត pH 3.0 និងកំហាប់ពណ៌ផ្សេងៗគ្នា។
  4. សិក្សាពីការផ្ដាច់ពណ៌ និងការប្រើប្រាស់ឡើងវិញ (Desorption): សាកល្បងប្រើប្រាស់សូលុយស្យុង NaOH កំហាប់ 0.1 M ដើម្បីផ្ដាច់ពណ៌ចេញពីគ្រាប់ជីវម៉ាសដែលស្រូបឆ្អែត និងកត់ត្រាពីប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់គ្រាប់ទាំងនេះឡើងវិញក្នុងវដ្តទី២ និងទី៣។
  5. សាកល្បងក្នុងប្រព័ន្ធលំហូរជាក់ស្តែង (Dynamic Flow Mode): រៀបចំប្រព័ន្ធចម្រោះទឹកបែប Continuous Column រួចដាក់បញ្ចូលទឹកសំណល់ពិតប្រាកដពីរោងចក្រកាត់ដេរ ដើម្បីវាយតម្លៃសក្តានុពលមុននឹងយកទៅអនុវត្តក្នុងខ្នាតឧស្សាហកម្ម។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Biosorption (ការស្រូបយកដោយជីវសាស្រ្ត) ដំណើរការដែលវត្ថុធាតុមានប្រភពពីជីវសាស្រ្ត (ដូចជាកោសិកាផ្សិតឬបាក់តេរី) ទាក់ទាញនិងចាប់យកសារធាតុបំពុល (ដូចជាពណ៌ជ្រលក់ ឬលោហៈធ្ងន់) ពីក្នុងទឹកទោះបីជាកោសិកានោះងាប់ហើយក៏ដោយ ដោយផ្អែកលើអន្តរកម្មរូបវិទ្យានិងគីមីនៅលើកោសិកា។ ដូចជាអេប៉ុងដែលស្រូបទាញយកទឹកថ្នាំដែលកំពប់លើតុអញ្ចឹងដែរ។
Immobilization (ការចងភ្ជាប់ជីវម៉ាស) បច្ចេកទេសក្នុងការខ្ចប់ ឬចងភ្ជាប់កោសិកាជីវសាស្រ្ត (ដូចជាមេផ្សិត Rhizopus arrhizus) ទៅនឹងវត្ថុធាតុទ្រទ្រង់ (ដូចជា Chitosan) ដើម្បីបង្កើតជាទម្រង់ធំៗ (គ្រាប់) ដែលងាយស្រួលក្នុងការប្រមូលយកចេញពីទឹកវិញ និងការពារមិនឱ្យវាឆាប់រលាយបាត់បង់រូបរាង។ ដូចជាការយកកម្ទេចស្លឹកតែទៅខ្ចប់ក្នុងកញ្ចប់ចម្រោះ (tea bag) ដើម្បីងាយស្រួលស្រង់ចេញពីទឹកនៅពេលឆុងរួច។
Isotherm (អ៊ីសូទែម / ម៉ូដែលលំនឹងស្រូបយក) ម៉ូដែលគណិតវិទ្យា (ដូចជា Langmuir ឬ Freundlich) ដែលប្រើសម្រាប់ពណ៌នាពីទំនាក់ទំនងរវាងបរិមាណសារធាតុបំពុលដែលត្រូវបានស្រូបយកដោយវត្ថុធាតុ និងបរិមាណសារធាតុដែលនៅសល់ក្នុងទឹក នៅពេលដែលដំណើរការស្រូបយកឈានដល់ចំណុចលំនឹង ក្រោមសីតុណ្ហភាពថេរ។ វាជួយប្រាប់ពីសមត្ថភាពផ្ទុកអតិបរមារបស់វត្ថុធាតុ។ ដូចជាការវាស់ស្ទង់ថាតើកៅអីក្នុងរោងកុន (កន្លែងស្រូបយក) ត្រូវមនុស្ស (សារធាតុបំពុល) អង្គុយពេញប៉ុន្មានភាគរយនៅពេលដែលមនុស្សឈប់ដើរចូលបន្តទៀត។
Intraparticle diffusion model (ម៉ូដែលសាយភាយចូលក្នុងភាគល្អិត) ទ្រឹស្ដីដែលពន្យល់ពីយន្តការនៃចលនារបស់ម៉ូលេគុលពណ៌ជ្រលក់ ដែលជ្រៀតចូលពីផ្ទៃខាងក្រៅនៃគ្រាប់ជីវម៉ាស ចូលជ្រៅទៅក្នុងរន្ធតូចៗ (pores) ខាងក្នុងរបស់វា ដើម្បីកំណត់ថាតើដំណាក់កាលណាមួយដែលស៊ីពេលយូរជាងគេក្នុងការស្រូបយក។ ដូចជាតំណក់ទឹកថ្នាំដែលជ្រៀតចូលបន្តិចម្តងៗពីសំបកក្រៅនៃដុំដីស ចូលទៅដល់ស្នូលកណ្តាលរបស់វា។
Desorption (ការផ្ដាច់សារធាតុចេញវិញ) ដំណើរការច្រាសនៃការស្រូបយក ដោយប្រើប្រាស់សារធាតុគីមី (ដូចជា NaOH) ដើម្បីបំបែកចំណងរវាងសារធាតុបំពុលនិងវត្ថុធាតុស្រូបយក ធ្វើឱ្យពណ៌ជ្រលក់របូតចេញមកវិញ ដើម្បីអាចយកគ្រាប់ជីវម៉ាសនោះទៅប្រើប្រាស់ចម្រោះទឹកកខ្វក់ជុំក្រោយៗទៀតបាន។ ដូចជាការយកអេប៉ុងដែលជក់ទឹកថ្នាំពេញ ទៅបោកគក់នឹងសាប៊ូដើម្បីឱ្យវាស្អាត ហើយអាចយកទៅជូតលើកក្រោយបានទៀត។
Azo-based reactive dyes (ពណ៌ជ្រលក់ប្រភេទអាហ្សូ) ប្រភេទពណ៌ជ្រលក់សំយោគក្នុងឧស្សាហកម្មវាយនភ័ណ្ឌ ដែលមានផ្ទុកចំណងគីមីអាហ្សូ (-N=N-) ដែលធ្វើឱ្យវាមានពណ៌ដិតល្អ តែមានលក្ខណៈពុល ពិបាកបំបែកតាមបែបធម្មជាតិ និងអាចបង្កជាជំងឺមហារីកប្រសិនបើបញ្ចេញចោលទៅក្នុងបរិស្ថានដោយគ្មានការចម្រោះឱ្យបានត្រឹមត្រូវ។ ដូចជាថ្នាំលាបក្រចកប្រភេទស្អិតជាប់ធន់ ដែលលាបហើយស្អាត តែបើប្រឡាក់ជាប់ស្បែកគឺពិបាកលាងសម្អាត និងអាចប៉ះពាល់ដល់សុខភាពស្បែក។
Zeta potential (សក្តានុពលហ្សេតា) រង្វាស់នៃកម្រិតបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើផ្ទៃនៃភាគល្អិតតូចៗក្នុងសូលុយស្យុង។ ក្នុងការសិក្សានេះ វាជួយកំណត់ថាតើផ្ទៃរបស់គ្រាប់ជីវម៉ាសមានបន្ទុកវិជ្ជមានឬអវិជ្ជមាននៅកម្រិត pH ផ្សេងៗ ដែលជះឥទ្ធិពលផ្ទាល់ដល់កម្លាំងទាក់ទាញម៉ូលេគុលពណ៌។ ដូចជាការវាស់កម្លាំងឆក់របស់មេដែក ដើម្បីដឹងថាវានឹងទាក់ទាញឬរុញច្រានវត្ថុដែលនៅក្បែរវាបានខ្លាំងកម្រិតណា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖