ตอนที่ 9
2. 1 ถังหมักเอทานอล (Fermenter)
รูปที่ 12 แสดงถังหมักเอทานอลที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน(Typical of Fermenter)
ถังหมักขนาดใหญ่ตั้งแต่ 250-450 ลบ.ม. ส่วนมากถูกออกแบบมาให้เป็นแบบ Stirrer มีชุดขับเป็น bottom drive มีระบบควบคุมกระบวนการหมักหลายขั้นตอนเพื่อป้องกันการติดเชื้อระหว่างการหมักดำเนินอยู่และเพื่อให้กระบวนการหมักสิ้นสุดได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะต้องมีการควบคุมปัจจัยหลักๆของกระบวนการได้แก่ ควบคุมอุณหภูมิ ควบคุมความเป็นกรดด่าง และมีอัตราการกวนคงที่ ตามที่แสดงในรูปที่ 12 เป็นถังกวนทรงกระบอก มีเครื่องกวนอยู่ด้านล้าง ทำให้เกิดการผสมได้อย่างทั่วถึงตลอดทั้งถัง และเป็นการไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจาก กระบวนการหมักให้แยกตัวออกสู่ด้านบนถังได้ง่ายขึ้น ซึ่งถ้ามีปริมาณก๊าซนี้มากเกินไป ก็สามารถที่จะไปยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ยีสต์ได้
ลักษณะของใบกวนต้องถูกออกแบบตามวัตถุประสงค์ให้ใช้เฉพาะงาน โดยภายในถังจะมีตัวกั้น( baffle plates) เพื่อไม่ให้ เกิดการหมุนวนหรือ vortex และเป็นการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ให้แก่กระบวนการหมัก ทำให้อาหารและเชื้อยีสต์ สัมผัสและเข้ากันได้เป็นอย่างดี จากรูปที่ 12 เมื่อป้อนส่วนผสมของอาหารเลี้ยงเชื้อ (medium) จากกระบวนการเตรียมทั้งหมด เข้าสู่ fermenter ต้องพิจารณาปัจจัยที่สำคัญอีก 4 ประการที่มีผลต่อผลผลิตของการหมักแบบ anaerobic fermentation เพราะเปรียบเสมือนกับการเลี้ยงสิ่งมีชีวิตในถังขนาดใหญ่ ซึ่งต้องจัดสภาพภายในถังให้เหมาะสมดังนี้คือ
1. ต้องควบคุมคุณภาพของน้ำตั้งแต่กระบวนการเตรียมให้ดี และมีคุณสมบัติคงที่โดยเฉพาะการควบคุมอุณหภูมิภายในถังหมัก ให้อยู่ในช่วง 26 32°C เพื่อการเจริญเติบโตของยีสต์ ..
2. ต้องควบคุม medium ณ จุดเริ่มต้นในถังหมัก ให้มีความเข้มข้นของน้ำตาล glucose ในช่วงแรก 14 16 °Brix แล้วค่อยๆเพิ่มจนได้ 25 °Brix คงที่ เพื่อให้ยีสต์ค่อยๆขยายการเจริญเติบโต พร้อมทั้งปรับสภาพให้เอื้อต่อการความเป็นอยู่ของยีสต์โดย ควบคุมสภาพความเป็นกรดด่างให้อยู่ในช่วง pH = 3.5 -5.0
3. มีการเตรียมและใช้ยีสต์ ( Saccharomyces cerevisiae) ที่มีสายพันธุ์ดี และเหมาะสมกับสภาพการทำงาน ร่วมกับการเตรียม medium ที่มีความเข้มข้นของส่วนผสมที่เหมาะสม เพื่อใช้เป็นอาหารเลี้ยงยีสต์ของกระบวนการทำปฏิกิริยาในถังหมัก และการมีการเติมสารอาหารที่จำเป็นจำพวก ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส เพื่อช่วยเร่งและปรับสภาพให้เกิดความเหมาะสมกับการเจริญเติบโตของยีสต์
...4. มีกระบวนการจัดการห้องปฏิบัติการที่ดี (Laboratory Process) ต้องเก็บตัวอย่างเพื่อวัดค่าที่มีผลต่อกระบวนการหมักคือ วัดอุณหภูมิ (Temp. Gauge) วัดค่าความเป็นกรดด่าง(pH Meter) วัดสารละลายของแข็ง (solid substance) ด้วยเครื่อง Refractometer และหาปริมาณเซลล์ของยีสต์ (cell counting) ด้วย microscope
.และมีการเก็บตัวอย่างเพื่อวัดค่าน้ำตาล รีดิวซ์ (Reduced Glucose)ด้วยกรรมวิธี Somgyi- Nelson(Somgyi,1952) และสุดท้ายจะวัดปริมาณแอลกอฮอล์ที่มีในแต่ละ Sampling โดยการวัดความถ่วงจำเพาะ(Specific Gravity) และการวัดความแตกต่างของจุดเดือด ( Boiling Point Depression) โดยการใช้เครื่อง Ebulliometer และการวัดด้วยเครื่อง High Performance Liquid Chromatography (HPLC) เป็นต้น
ระยะเวลาของกระบวนการผลิตแอลกอฮอล์ในขั้นตอนของการหมัก (Fermentation Process) รวมทั้งสิ้น 48-72 ชม. และถือว่าเป็นหัวใจสำคัญที่สุดเพราะผลผลิตแอลกอฮอล์ในรูปของส่วนผสมขั้นสุดท้ายที่สมบูรณ์ มีแอลกอฮอล์อยู่ 8-12% ที่เกิดอยู่ในถังหมัก (fermenter) เรียกว่าน้ำส่า (mash) ก่อนที่จะส่งไปสู่กระบวนการกลั่นต่อไป
..และประสิทธิภาพของการหมักหาได้จากสมการด้านล่างนี้
3 . การกรองส่า (screen filtering)
ก่อนที่จะส่งน้ำส่า (mash) เข้าสู่กระบวนการกลั่นจะต้องปั้ม mash ทั้งหมดผ่านเครื่องกรอง (Filtration) แบบต่างๆเช่น แบบ horizontal turbo separator ที่มีตะแกรงภายในเครื่องขนาด 70 mesh เพื่อแยกกากส่าออก โดยให้เหลือแต่ส่วนผสมที่สะอาดที่สุด เพื่อทำให้กระบวนการกลั่นมีประสิทธิภาพสูงที่สุด
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
