พลังงานทดแทน จากต้นมันสำปะหลัง

ต้นมันสำปะหลัง สามารถนำมาผลิตพลังงานทดแทน เพิ่มมูลค่า ลดโลกร้อน

'ต้นมันสำปะหลัง'ผลิตพลังงานทดแทน นำต้นมันสำปะหลังผลิตพลังงานทดแทน เพิ่มค่าวัสดุเหลือใช้-ลดโลกร้อน ด้วยมันสำปะหลังเป็นพืชส่งออกสำคัญอีกชนิดหนึ่งของไทย โดยปลูกกันมากในภาคตะวันออกและภาคอีสาน ขยายการเพาะปลูกโดยใช้ท่อนพันธุ์จากลำต้น ดังนั้นจึงมีเศษลำต้นเหลือทิ้งจำนวนมาก เหตุนี้ รศ.ดร.เฉลิม เรืองวิริยะชัย แห่งภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น (มข.) และนักศึกษาปริญญาโท จึงศึกษาวิจัยการผลิตไบโอเอทานอลจากลำต้นมันสำปะหลัง เพื่อเป็นพลังงานทดแทน นอกจากช่วยลดภาวะโลกร้อนแล้ว ยังเป็นการนำวัสดุเหลือทิ้งกลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์อีกด้วย ที่สำคัญจะช่วยให้น้ำมันมีราคาถูกลง

รศ.ดร.เฉลิม เปิดเผยว่า เริ่มจากการนำลำต้นมันสำปะหลังมาสับเป็นชิ้นเล็กๆ จากนั้นทำให้แห้งเพื่อเป็นวัตถุดิบตั้งต้น แล้วบดให้เป็นผงละเอียดขนาด 500 ไมครอน และนำไปกำจัดลิกนินออกไป จะได้สารสีขาวขึ้น ที่เรียกว่า "โฮโลเซลลูโลส" และเพื่อให้เหมาะสมต่อการหมัก ซึ่งเป็นกระบวนการขั้นตอนต่อไป จะใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์กำจัด เพื่อให้ได้ "เซลลูโลส" ที่เหมาะกับการนำไปย่อยต่อ ซึ่งกระบวนการย่อยจะใช้กรดซัลฟิวริกเจือจางผสมในสัดส่วนที่เหมาะสม แล้วนำไปนึ่งในหม้อนึ่งอบไอน้ำ ที่อุณหภูมิ 121 องศาเซลเซียส สภาวะความดัน 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว เป็นเวลา 90 นาที

"จากนั้นจะเป็นกระบวนการกรองเพื่อแยกเอาน้ำตาลและกากที่หลงเหลือออกจากกัน จะได้สารละลายใส ไม่มีสีหรือสีน้ำตาลอ่อนก็ได้ เพื่อนำไปหมัก ซึ่งเป็นกระบวนการของการผลิตเอทานอลต่อไป โดยใส่เชื้อยีสต์ Saccharomyces cerevisiae TISTR 5048 ที่เจริญบนอาหารเหลว ในอัตราส่วนของเชื้อยีสต์ต่อปริมาตรสารละลายเป็น 1 ต่อ 10 ลงไปในสารละลายน้ำตาลที่เติมอาหารสังเคราะห์ที่ฆ่าเชื้อแล้ว จากนั้นนำไปหมักที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส บนเครื่องเขย่าที่ความเร็ว 100 รอบต่อนาที เป็นเวลา 48 ชั่วโมง"

รศ.ดร.เฉลิม กล่าวเสริมว่า หลังจากบ่มเชื้อครบ 48 ชั่วโมงแล้ว นำน้ำหมักที่ได้ไปกลั่นเพื่อให้ได้เอทานอล โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการกลั่น คือ ช่วง 70-80 องศาเซลเซียส ขั้นตอนนี้จะได้เอทานอลที่บริสุทธิ์ในระดับหนึ่งออกมา จากนั้นนำเอทานอลไปตรวจวัดหาปริมาณด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ ที่ต่อกับเครื่องตรวจวัดชนิดเฟลม ไอออไนเซชั่น หรือเครื่อง GC-FID ที่ประมวลผลด้วยระบบคอมพิวเตอร์ พบว่า ปริมาณของเอทานอลที่ได้จะอยู่ที่ประมาณ 8-12 เปอร์เซ็นต์ ของวัตถุดิบตั้งต้น

"แม้ปริมาณของเอทานอลที่ได้จะอยู่ที่ 8-12 เปอร์เซ็นต์ แต่เชื่อว่างานวิจัยนี้มีความคุ้มค่าระดับหนึ่ง ซึ่งสามารถขยายผลงานจากห้องปฏิบัติการนำไปสู่เชิงพาณิชย์ได้ เมื่อนำเอทานอลที่ได้ไปผสมกับน้ำมันเบนซินเป็นแก๊สโซฮอล์ จะทำให้น้ำมันมีราคาถูกลง และคิดว่าในอนาคตจะมีความคุ้มค่ามากขึ้น โดยเป็นอีกพลังงานทดแทนอีกทางเลือกหนึ่ง ทั้งยังเป็นการช่วยเหลือเกษตรกรให้ใช้ประโยชน์จากลำต้นมันสำปะหลังอย่างคุ้มค่า และยังช่วยลดภาวะโลกร้อนได้" รศ.ดร.เฉลิม กล่าว

ทั้งนี้ แก๊สโซฮอล์มีองค์ประกอบต่างจากน้ำมันเบนซิน คือ น้ำมันเบนซิน จะมีสารเมทิล เทอร์เทียรี บิวทิล อีเธอร์ (Methyl tert-Butyl Ether หรือสาร MTBE) เป็นสารเพิ่มออกเทนให้น้ำมัน ทำให้ป้องกันการน็อกของเครื่องยนต์ได้ ส่วนแก๊สโซฮอล์นั้นจะใช้เอทานอลผสมลงในน้ำมันเบนซิน แทนสาร MTBE ซึ่งออกซิเจนที่เป็นส่วนประกอบในเอทานอลจะช่วยให้การเผาไหม้ภายในห้องเครื่องยนต์สมบูรณ์ขึ้น ลดปริมาณแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ ที่จะปล่อยออกมาจากท่อไอเสีย ช่วยลดมลพิษในอากาศ อันจะส่งผลต่อสภาวะโลกร้อน

ในขณะที่สาร MTBE เป็นของเหลวติดไฟได้ มีราคาแพง แม้จะใช้แทนสารตะกั่วในน้ำมันเบนซินได้ แต่หากสูดดมเข้าไปแล้ว จะทำให้เกิดอาการคลื่นเหียน ระคายเคืองจมูก และคอ มีผลต่อระบบประสาท และยังพบว่าเป็นสารก่อมะเร็งอีกด้วย

อ้างอิง:www.komchadluek.net