ตอนที่ 4
บทที่ 2 เอทานอล (Ethanol)
2.1 บทกล่าวนำ เอทานอล ( ethanol ) หรือ เอทิลแอลกอฮอล์ (ethyl alcohol) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีหมู่ ไฮดรอกซิล (-OH) ต่ออยู่กับสายโซ่ของไฮโดรคาร์บอน (ดังแสดงในรูปที่ 2) มีสูตรทางเคมี C₂H₅OH กระบวนการผลิตเอทานอล มี 2 วิธี คือ การผลิตจากกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี จากเอทิลีน (ethylene) เราเรียกว่า
เอทานอลสังเคราะห์ (synthetic ethanol) และการผลิตจากกระบวนการ ทางชีวเคมี โดยใช้ ผลิตผลจากพืช หรือวัสดุทางการเกษตร จำพวก น้ำตาล แป้ง และเซลลูโลส เป็นวัตถุดิบ เราเรียก เอทานอลนี้ว่า
.ไบโอเอทานอล (bio ethanol)
วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิต ไบโอเอทานอล นั้นได้จาก จัดได้ 2 กลุ่ม คือ 1. พืชที่มีสารประเภท น้ำตาล และแป้ง ได้แก่ อ้อย บีทรูท (beetroot) ข้าวฟ่างหวาน (sweet sorghum) ข้าวโพด ข้าวเจ้า ข้าวเหนียว ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าวฟ่าง มันสำปะหลัง มันฝรั่ง มันเทศ และ 2. จำพวกเซลลูโลส หรือ ลิกโนเซลลูโลส (Lignocellulosic Material) เป็นสารประกอบอินทรีย์ประเภทคาร์โบไฮเดรตที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของเซลล์พืช ส่วนมากเป็นเส้นใย หรือเป็นผลพลอยได้จากผลผลิตทางการเกษตร เช่น เศษเหลือใช้จากการทำสวนปาล์ม ต้นปาล์ม เส้นใยปาล์ม ทางใบปาล์ม ทะลายปาล์ม จากพืชไร่และนาข้าวได้แก่ ฟางข้าว ชานอ้อย ซังข้าวโพด รำข้าว และจากอุตสาหกรรมแปรรูป ไม้ และกระดาษ เช่น เศษไม้ เศษกระดาษ ขี้เลื่อย วัชพืช และเศษจากโรงกระดาษ เป็นต้น
รูปที่ 2 แสดง Ethanol straight-chain ประกอบด้วยโมเลกุลของ
Hydroxyl (-OH) ที่ยึดเหนี่ยวกับอะตอมของคาร์บอน (C)
รูปที่ 3 แสดงสมการการย่อยสลายแป้งและการหมักแอลกอฮอล์
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*กากน้ำตาล (Molasses) เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตน้ำตาลทรายจากอ้อย
กระบวนการเริ่มจากการนำอ้อย เข้าหีบ ได้น้ำอ้อย ออกมา แล้วนำมา กรองกากออก ส่งเข้า หม้อต้มเพื่อไล่น้ำออก และเข้าหม้อเคี่ยว จนน้ำอ้อยตกผลึก และนำมา แยกผลึกโดยผ่านหม้อปั่น (centrifuge) ผลพลอยได้จาก การผลิตน้ำตาลทรายด้วยวิธีนี้ก็คือ กากน้ำตาล ขี้ตะกอน (filter cake) และกากอ้อย (bagasses) กากน้ำตาล เป็นของเหลวสีน้ำตาลดำ ข้นและเหนียว ประกอบด้วยน้ำตาลซูโครสที่ไม่ตกผลึก ในการผลิตน้ำตาลทรายแต่ละครั้งจะได้กากน้ำตาลประมาณ 4 - 6% ของปริมาณอ้อยที่ใช้ในการผลิต กากน้ำตาลแบ่งได้ตามกรรมวิธีการผลิตน้ำตาลได้ 3 ชนิด คือ
..1. กากน้ำตาลที่ได้จากการผลิตน้ำตาลทรายขาว (plantation white sugar) ที่เรียกว่า blackstrap molasses ซึ่งมีน้ำตาลปนอยู่ประมาณ 5060%.....2. กากน้ำตาลที่ได้จากการผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ (refine sugar) เราเรียกว่า refinery molasses มีน้ำตาลปนอยู่ประมาณ 48%.....และ 3. กากน้ำตาลที่ได้จากการแปรสภาพน้ำอ้อยบางส่วนให้เข้มข้นโดยการระเหย (inverted can juice) เรียกว่า invert molasses / highest molasses เป็นกระบวนการผลิตกากน้ำตาลโดยตรง และเนื่องจากกากน้ำตาลมีน้ำตาลซูโครส ผสมอยู่ประมาณ 5060% รวมทั้งมีแร่ธาตุอยู่หลายชนิด เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม เราจึงนำมาใช้เป็น อาหารสัตว์ ใช้ทำปุ๋ยหมัก และปุยชีวภาพ ใช้ในเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิต แอลกอฮอล์ ใช้ทำกรดน้ำส้ม กรดมะนาว ทำผงชูรส และใช้ในอุตสาหกรรมอาหารอื่นๆอีกมาก
ระยะเวลาในเตรียมเชื้อและการหมักเพื่อให้น้ำตาลเปลี่ยนเป็นแอลกอฮอล์ได้ทั้งหมด ที่ความเข้มข้นประมาณ 8 12 % v/v ใช้เวลารวมประมาณ 72 ชั่วโมง และในกระบวนการหมัก จะเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์โดยใช้ยีสต์ ที่มีความเหมาะสมกับวัตถุดิบที่นำมาหมัก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และลดเวลาในการหมักลง ส่วนมากนิยมใช้ยีสต์ สายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae ..น้ำหมักที่ได้จากกระบวนการหมักนี้ เรียกว่า น้ำส่า หรือแมช (fermented mash) ..จากนั้นนำมาผ่านกระบวนการกลั่น แบบลำดับส่วน (fractional distillation) เพื่อแยกแอลกอฮอล์ออกมา ที่ความบริสุทธิ์ประมาณ 95 -96% v/v และในการทำให้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้น จะต้องนำมาผ่านกรรมวิธีในการแยกน้ำโดยการใช้โมเลคูลาซีฟ (molecular sieve separation) โดยส่งแอลกอฮอล์ เข้าไปในหอดูดซับที่มีสารซีโอไลต์ ( Zeolite) ที่มีคุณสมบัติยอมให้โมเลกุลของแอลกอฮอล์ไหลผ่านช่องว่างของซีโอไลต์ไปได้ แต่จะดักหรือดูดซับ โมเลกุลของน้ำเอาไว้ ซึ่งทำให้ได้ แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ถึง 99.5% และน้ำที่ถูกดูดซับไว้นั้นจะรีเจนเนอเรต (regenerate ) คือถูกกำจัดออกไป แอลกอฮอล์ที่ได้นี้เหมาะสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิง ใช้ผสมกับน้ำมันเบนซิได้เป็น แก๊สโซฮอล์ (gasohol) ซึ่งใช้ในรถยนต์ในปัจจุบัน
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
