มันสำปะหลัง เพื่อผลิตเอธานอล

มันสำปะหลัง เพื่อผลิตเอธานอล bในระยะ2 – 3 ปีมานี้ หลายฝ่ายเริ่มหันมาให้ความสนใจ ศึกษาทดลอง “ พืชพลังงาน ” ไม่ว่าจะเป็นปาล์มน้ำมัน และสบู่ดำ สำหรับผลิตไบโอดีเซล อ้อย ข้าวโพด ข้าวฟ่างหวาน และมันสำปะหลัง สำหรับผลิตเอทานอลนำไปผสมกับ น้ำมันเบนซินเป็น “ แก๊สโซฮอล์ ”

ทำอย่างไรจึงได้เอทานอล

จากข้อมูลของสถาบันวิจัยพืชไร่ กรมวิชาการเกษตร อธิบายเกี่ยวกับ “ เอทานอล ” ไว้ว่า เอทานอลเป็นแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่ง เกิดจากการหมักพืช เศษซากพืช เช่น อ้อย น้ำตาล กากน้ำตาล กากอ้อย บีทรูท แป้งมันสำปะหลัง มันเทศ ธัญพืชต่าง ๆ เช่น ข้าว ข้าวโพด ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าวฟ่าง เพื่อเปลี่ยนแป้งจากพืชให้เป็นน้ำตาล และเปลี่ยนน้ำตาล เป็นแอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์ที่ทำให้บริสุทธิ์ตั้งแต่ 95 % โดยปริมาตร เรียกว่า “ เอทานอล ” ซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ 3 รูปแบบ คือ

1.เอทานอล 95 % ใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงแทนน้ำมันเบนซิน และน้ำมันดีเซล ใช้กับเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัดสูง

2.ดีโซฮอล์ ( Diesohol ) สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล สามารถใช้เอทานอล บริสุทธิ์ 95 % ผสมน้ำมันดีเซลในอัตราส่วนร้อยละ 15 และเพิ่มสาร ปรับปรุงบางตัวในปริมาณร้อยละ 1 – 2 เรียกว่า “ ดีโซฮอล์ “

3.แก๊สโซฮอล์ ( Gasohol ) ใช้เอทานอล 99.5 % โดยปริมาตรผสม ในน้ำมันเบนซิน โดยทั่วไปใช้ผสมในอัตราส่วนร้อยละ 10 ในลักษณะ ของสารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงค่าออกเทนของน้ำมันเบนซินเรียกว่า“ แก๊สโซฮอล์” สามารถนำมาใช้งานกับเครื่องยนต์โดยทั่วไป โดยไม่ต้องดัดแปลง เครื่องยนต์แต่อย่างใด ทั้งนี้มีขั้นตอนในการผลิตเอทานอล ดังนี้

กระบวนการผลิตเอทานอล

เอทานอลจากมันสำปะหลัง

จากเอกสารประกอบการแถลงข่าวของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เรื่อง “ วช.พบเทคโนโลยีใหม่ในการผลิตเอทานอลระดับอุตสาหกรรมจากมันสำปะหลังแก้วิกฤติ เอทานอลไม่เพียงพอ ” เมื่อวันที่ 31 สิงหาคม 2548 ที่โรงแรมมิราเคิลแกรนด์คอนเวนชั่น กรุงเทพฯ ซึ่งแถลงโดยสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ได้กล่าวถึงการผลิตเอทานอลจาก มันสำปะหลังไว้ว่า

ในการนำมันสำปะหลังมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอลนั้น ควรใช้มันสำปะหลังในรูปของมันเส้น ซึ่งในปี พ.ศ. 2545 สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติได้ให้ทุนสนับสนุน แก่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ในการสร้างโรงงานต้นแบบผลต เอทานอลจากมันเส้น โรงงานนี้ตั้งอยู่ที่องค์การสุรา อำเภอบางคล้า จังหวัดฉะเชิงเทรา โดยได้รับการสนับสนุนสถานที่ อุปกรณ์ และบุคลากรบางส่วนจากองค์การสุรา กรมสรรพสามิต

ในเอกสารดังกล่าวยังระบุด้วยว่า ในหัวมันสำปะหลังจะมีแป้งที่สามารถนำมาผลิตเป็นน้ำตาลเพื่อใช้ในการหมักเป็นเอทานอลโดยมีขั้นตอน ดังนี้

1. การย่อยแป้งเป็นน้ำตาล เป็นขั้นตอนการย่อยแป้งให้ได้น้ำตาลด้วยเอนไซม์สำหรับใช้เป็นวัตถุดิบในขั้นตอนการหมักต่อไป โดยทั่วไปการย่อยแป้งเป็นน้ำตาลด้วยเอนไซม์ จะประกอบด้วยการย่อย 2 ครั้ง ได้แก่

1.1 การย่อยครั้งแรก หรือการทำให้เหลว ขั้นตอนนี้จะใช้กรดหรือเอนไซม์กลุ่มแอลฟาอะมิเลส (α – amylase) ที่มีกิจกรรมการย่อยแป้งที่อุณหภูมิสูงประมาณ 90 – 100 องศาเซลเซียส ให้ได้โมเลกุลขนาดเล็กลงและมีความหนืดลดลง

1.2 การย่อยครั้งสุดท้ายหรือการเปลี่ยนเป็นน้ำตาล ขั้นตอนนี้จะใช้ เอนไซม์กลูโคอะมิเลส ( Glucoamylase ) ย่อยเด็กซ์ทรินให้ได้น้ำตาลที่ยีสต์สามารถนำไปใช้ได้ซึ่งโดยทั่วไปเอนไซม์ในกลุ่มนี้จะมีกิจกรรมที่อุณหภูมิสูงปานกลาง คือ ประมาณ 55 –65 องศาเซลเซียส

2. การหมัก ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนการหมักน้ำตาลที่ได้จากการย่อยแป้งด้วยเชื้อยีสต์เพื่อผลิตเอทานอล ซึ่งโดยทั่วไปการหมักจะเกิดที่อุณหภูมิ 30 – 35 องศาเซลเซียส

เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการหมักแล้ว น้ำส่าที่ได้จะมีเอทานอลประมาณร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก และน้ำส่าที่ได้นี้จะผ่านเข้าสู่กระบวนการกลั่นและแยกน้ำ เพื่อให้ได้เอทานอลที่มีความบริสุทธิ์สูงและสามารถนำไปใช้ผสมกับน้ำมันเบนซิน เพื่อผลิตแก๊สโซฮอล์ต่อไป

ในเอกสารประกอบการแถลงข่าวดังกล่าว ยังกล่าวต่อไปด้วยว่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการผลิตเอทานอลจากมันสำปะหลัง จึงได้มีการประยุกต์เทคโนโลยีที่เรียกย่อ ๆ ว่า SSF หรือ Simultaneous Saccharification and Fermentation มาใช้กับมันเส้น ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตเอทานอลจากข้าวโพดในสหรัฐอเมริกา โดยในกระบวนการผลิตเอทานอลจากมันเส้นแบบ SSF นี้ จะเริ่มจากการโม่มันเส้นและผสมน้ำ แล้วทำการย่อยแป้งครั้งแรก หรือทำให้เหลวด้วยเอนไซม์แอลฟาอะมิเลส จากนั้นจะทำการย่อยครั้งสุดท้าย เพื่อเปลี่ยนเป็นน้ำตาล ด้วยเอนไซม์กลูโคอะมิเลส พร้อมกับหมักด้วยเชื้อยีสต์ในขั้นตอนเดียวกัน ซึ่งจะช่วยลดระยะเวลา และประหยัดพลังงานของกระบวนการผลิตได้

การผลิตเอทานอลจากมันเส้นแบบ SSF นี้ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับวัตถุดิบชนิดอื่นที่มีแป้งเป็นองค์ประกอบได้ เช่น กากมันสำปะหลัง ซึ่งเป็นของเหลือที่ได้จาก กระบวนการผลิตแป้งมันสำปะหลังที่ยังมีแป้งเป็นองค์ประกอบอยู่ถึงร้อยละ 50 โดยน้ำหนักแห้ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับคุณภาพของหัวมันและกระบวนการผลิตแป้งมันสำปะหลังของโรงงาน ทั้งนี้มี กระบวนการผลิตเอทานอลจากมันสำปะหลังแบบ SSF ดังนี้

ที่มา
จัดทำและเผยแพร่ทางเว็บไซต์
ผลิใบจากแฟ้มวิจัย โดย พรรณนีย์ วิชชาชู จดหมายข่าวผลิใบ
กรมวิชาการเกษตร.ปีที่ 9 ฉบับที่ 5 ประจำเดือน มิถุนายน พ.ศ.2549
กลุ่มสื่อส่งเสริมการเกษตร
สำนักพัฒนาการถ่ายทอดเทคโนโลยี
กรมส่งเสริมการเกษตร

ส่งความคิดเห็น