พลังงานอุตสาหกรรม 4 ต.ค.2559 - ผศ.ดร.จิรศักดิ์ คงเกียรติขจร อาจารย์สายวิชาเทคโนโลยีชีวเคมี คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และหัวหน้าโครงการวิจัยการพัฒนาการผลิตเอทานอลโดยกระบวนการทำให้เป็นน้ำตาลก่อนการหมักจากผักตบชวา เปิดเผยถึงงานวิจัยดังกล่าวว่า เกิดขึ้นจากปัญหาข้อจำกัดด้านพื้นที่การปลูกพืชพลังงานเพื่อนำมาใช้ภายในประเทศมีไม่เพียงพอ ทำให้นักวิจัยต้องมองหาพืชชนิดอื่นเพื่อทดแทน โดยมีวัชพืชเป็นโจทย์สำคัญ

ย้อนกลับไปเมื่อ 3 ปีที่แล้ว ทีมวิจัยเริ่มหาพืชชนิดอื่นเพื่อทดแทนพืชอาหารที่จะนำมาผลิตเอทานอล และพบว่าผักตบชวาซึ่งเป็นวัชพืชที่ใช้ประโยชน์ได้น้อยมาก แต่กลับสร้างปัญหามากมาย ทั้งขัดขวางทางเดินทางของน้ำ เจริญเติบโตเร็วแบบทวีคูณ รวมถึงเมื่อมีจำนวนมากจะไปแย่งอากาศและอาหารของสัตว์น้ำ ขณะเดียวกันก็เป็นพืชอายุสั้น เมื่อตายก็เกิดเป็นของเน่าเสียในแม่น้ำลำคลอง

เบื้องต้นทีมวิจัยได้นำเอาผักตบชวามาทดสอบก่อนว่าสามารถแปรรูปเป็นน้ำตาลได้หรือไม่ เพราะหลักการของการผลิตเอทานอลคือต้องใช้น้ำตาลเป็นตัวตั้งต้น และใช้เอนไซม์หรือกรดบางชนิดช่วยย่อยในการหมักน้ำตาลเป็นแอลกอฮอล์ ซึ่งพืชส่วนใหญ่ที่นำมาผลิตเป็นพืชประเภทน้ำตาล เช่น อ้อย และพืชจำพวกแป้ง เช่น มันสำปะหลัง ข้าว ข้าวโพด สามารถทำได้ แต่มีต้นทุนสูง เพราะจะเสียไปกับกระบวนการต้นน้ำ เช่น การปลูกพืชที่ต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก จึงเป็นที่มาของงานวิจัยการผลิตอาทานอลจากผักตบชวาไทย

แม้ว่าในต่างประเทศจะเคยผลิตเอทานอลจากผักตบชวาได้แล้วก็จริง แต่ผลวิจัยของ มจธ.ได้เอทานอลในปริมาณมากกว่าและมีกระบวนการที่ไม่เหมือนกัน

ผศ.ดร.จิรศักดิ์ เปิดเผยว่า ผักตบชวามีสารตั้งต้นที่ต่างไปจากพวกมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด และน้ำตาล คือ มีความเหมือนต้นไม้ทั่ว ๆ ไป ประกอบด้วย เซลลูโลสเป็นส่วนใหญ่ ความเป็นแป้งแทบไม่มีเลย ดังนั้น ขั้นตอนของการวิจัยจึงมีความยุ่งยากในกระบวนการต้นน้ำที่จะหมักผักตบชวาให้อยู่ในรูปของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว อีกทั้งต้องคัดเลือกเชื้อจุลินทรีย์ที่เหมาะสม

ส่วนขั้นตอนการนำผักตบชวามาใช้ในกระบวนการผลิตเอทานอล แบ่งเป็น 3 ขั้นตอนหลัก ๆ คือ (1) ขั้นตอนของกระบวนการต้นน้ำ เริ่มต้นจากการนำผักตบชวาซึ่งมีความอวบน้ำ 50-60% มาปรับสภาพ กระทั่งอยู่ในรูปของโฮโมจีเนท (2) ขั้นตอนต่อไปเรียกว่า การย่อยสลายเพื่อให้ได้น้ำตาล คือ เอาโฮโมจีเนทมาย่อยด้วยเอนไซม์ให้เป็นน้ำตาลโมเลกุลเล็ก โดยขั้นตอนนี้จะใช้เอนไซม์ทุกตัวที่อยู่ในระบบการย่อยคาร์โบไฮเดรสทั้งหมด และ (3) ขั้นสุดท้ายคือการหมัก จะต้องใช้เชื้อจุลินทรีย์ในสภาพอากาศที่ถูกควบคุม ทั้งเวลา อุณหภูมิ และความดัน ซึ่งทั้ง 3 ขั้นตอนล้วนอยู่ในกระบวนการวิจัยตลอดระยะเวลา 3 ปีที่ผ่านมา

ผลลัพธ์ที่ได้ คือ ผักตบชวาในประเทศไทยสามารถผลิตเอทานอลได้ปริมาณค่อนข้างสูงถึง 40-48% หรือ 100% ในการผลิตเอทานอล โดยผักตบ 100 กรัม (ผักตบแห้งและทำให้เป็นผง) นำมาผ่านกระบวนการจนได้น้ำตาล 60% และสามารถนำไปผลิตเอทานอลได้ราว 25 กรัม

“ข้อดีของการนำผักตบชวามาผลิตเอทานอล คือ ไม่ต้องเพิ่มพื้นที่การปลูกพืชพลังงานหรือแย่งพื้นที่การปลูกพืชอาหาร ช่วยลดการแข่งขันเรื่องอาหาร ไม่มีต้นทุนการปลูกเพราะเป็นวัชพืชที่ขึ้นเอง อีกทั้งยังช่วยลดมลพิษทางน้ำได้อีกด้วย” ผศ.ดร.จิรศักดิ์ กล่าว  

Tags : อุตสาหกรรม, ข่าวอุตสาหกรรม, สื่ออุตสาหกรรม, โรงงาน, เครื่องจักรกล, การผลิต, พลังงาน, โลจิสติกส์, Industry, Industrial, Industrial News, Industrial Media, Factory, Machinery, Machine, Manufacturing, Energy, Logistics