พบวิธีผลิตเอทิลไบโอดีเซล โดยไม่ใช้ความร้อนรายแรกของโลก

นักวิจัย มจธ.คิดวิธีผลิตเอทิลไบโอดีเซลจากพืชแบบประหยัดพลังงานโดยไม่ใช้ความร้อนรายแรกของโลก แก้ปัญหาเอทานอลล้นตลาด พร้อมช่วยเหลือเกษตรกรและโรงงานผู้ผลิตเพิ่มมูลค่ากลีเซอรอลและลดปัญหาสิ่งแวดล้อม

รศ.ดร.คณิต กฤษณังกูร นักวิจัยคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) หัวหน้าโครงการ “การผลิตเอทิลไบโอดีเซลแบบต่อเนื่องโดยไม่ใช่ความร้อนและกลีเซอรอลบริสุทธิ์” เปิดเผยว่า โครงการวิจัยดังกล่าวประสบความสำเร็จและได้รับรางวัลความคิดสร้างสรรค์พลังงานทดแทน จากสำนักนโยบายและแผนพลังงานกระทรวงพลังงาน

การนำเอทานอล (แอลกอฮอล์ชนิดที่ได้จากพืช) มาใช้ผลิตเอทิลไบโอดีเซล กำลังจะเป็นทางออกที่ดีที่ทำให้ประเทศไทยก้าวไปอีกขั้นในการคิดค้นเชื้อเพลิงพลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และเป็นประโยชน์กับเกษตรกรรวมถึงภาคอุตสาหกรรมของไทย เนื่องจากที่ผ่านมาไทยมีการส่งเสริมและพัฒนาการผลิตเอทานอล และไบโอดีเซล (เชื้อเพลิงที่ผลิตจากแหล่งทรัพยากรหมุนเวียน) เพื่อทดแทนน้ำมันเบนซินหรือแก๊สโซลีน และน้ำมันดีเซล ซึ่งส่วนใหญ่ได้มาจากกระบวนการทางปิโตรเลียม/ ปิโตรเคมี

ในขณะที่เมทานอล (ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการกลั่นทางปิโตรเคมี) มีแนวโน้มราคาสูงขึ้นเรื่อยๆ สวนทางกับเอทานอลที่ประเทศไทยสามารถผลิตได้เองและเพียงพอต่อความต้องการภายในประเทศ ซึ่งหากมีการขยายการใช้ไบโอดีเซล จากบี 5 เป็นบี 7 หรือบี 10 (น้ำมันดีเซลที่ผสมไบโอดีเซล 5, 7 และ 10% ตามลำดับ) ปริมาณความต้องการไบโอดีเซลก็จะสูงขึ้น การเติบโตของภาคเกษตรและอุตสาหกรรมก็จะโตตาม ทำให้คาดคะเนได้ไม่ยากว่าในอนาคตเอทิลไบโอดีเซลจะเป็นเชื้อเพลิงแห่งอนาคต

“เราจึงคิดที่จะนำเอาเอทานอล ซึ่งล้นตลาดอยู่ ณ ขณะนี้มาศึกษาวิจัย ถึงความเป็นไปได้ในการผลิตเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ตั้งแต่กระบวนการผลิต จนกระทั่งออกมาเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาด อีกทั้งช่วยเหลือเกษตรกรและภาคอุตสาหกรรมไปด้วยพร้อมๆ กัน”

ทีมวิจัยมีความเข้าใจเรื่องความไม่เข้ากันของเมทานอลและน้ำมันมายาวนาน พบความโดดเด่นของปฏิกิริยาที่ใช้เอทานอลจากห้องปฏิบัติการว่าแม้ไม่ต้องใช้ความร้อนเลยก็อาจจะผลิตเอทิลไบโอดีเซลมาใช้เป็นเชื้อเพลิงที่ลดการใช้พลังงานได้

“ก่อนหน้านี้ เราพบว่าเมทานอลกับน้ำมันจะมีความไม่เข้ากันอยู่มาก ซึ่งพอไม่เข้ากันปฏิกิริยาก็จะเกิดช้า เราจึงคิดที่จะหาตัวที่จะไปกระทำให้เกิดความเข้ากันเพื่อเร่งให้เกิดปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น นอกจากนี้ เรายังเคยใช้ไมโครเวฟเป็นตัวส่งความร้อนให้เกิดปฏิกิริยาขึ้นตามที่เราคาดคะเน ก็ได้ผลเช่นกัน แต่ยิ่งเราทำไปๆ ก็ค้นพบว่าการไม่ใช้ความร้อนเลยก็อาจจะทำได้เช่นกัน จึงเป็นที่มาของการเขียนโครงการนี้ขึ้น และของบประมาณสนับสนุนจากกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน สำนักนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน ใช้เวลาในการวิจัยประมาณ 1 ปีก็ทำสำเร็จ”

รศ.ดร.คณิต กล่าวว่า การใช้น้ำมันพืชทำปฏิกิริยากับเอทานอลโดยมีด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เรียกว่า ปฏิกิริยาทรานส์เอทิเลชัน (Transethylation) ผลจากการทดลองพบว่าการผลิตไบโอดีเซลจากปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่เกิน 1 นาที ในสภาวะอุณหภูมิห้องหากมีการสัมผัสระหว่างน้ำมัน แอลกอฮอล์และตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดี นอกจากนี้ ยังได้ประดิษฐ์ micro-reactor สำหรับปฏิกิริยา Transethylation ปฏิกิริยาจะสมบูรณ์ภายในเวลา 45 วินาที ที่อุณหภูมิห้อง เนื่องจากปฏิกรณ์นี้ออกแบบมาให้มีการสัมผัสระหว่างน้ำมัน แอลกอฮอล์และตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดได้ดี

สำหรับเอทิลไบโอดีเซลที่ได้ พบว่ามีค่าซีเทน (Cetane Number) ตามมาตรฐานของยุโรปบ่งบอกถึงคุณภาพของการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงที่ดี การเผาไหม้ดีกว่าจึงปลดปล่อย CO2 ได้ลดลง นอกจากนี้ ยังได้กลีเซอรีนซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ (by-product) ที่ใสและบริสุทธิ์กว่าที่ได้จากกระบวนการผลิตเมทิลไบโอดีเซล สามารถนำกลีเซอรีนไปฟอกสีและทำสบู่ได้ดีกว่า นับว่าเป็นทางเลือกหนึ่งของคนไทยในอนาคต ที่นอกจากจะได้เชื้อเพลิงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแล้ว ยังได้ใช้วัตถุดิบที่ผลิตได้เองภายในประเทศ ลดการนำเข้า ส่งเสริมภาคเกษตรและอุตสาหกรรมอย่างโรงงานผู้ผลิตเอทานอล และโรงหมักต่างๆ ได้จริง

ทั้งนี้ รศ.ดร.คณิต กฤษณังกูร เป็นผู้วิจัยที่มีความรู้ความเชี่ยวชาญด้านงานวิจัยเชื้อเพลิงพลังงานมากว่ายี่สิบห้าปี และก่อนหน้านี้ยังได้คิดค้นปฏิกรณ์แบบต่อเนื่องซึ่งต้องใช้ความร้อนและตัวทำละลายอินทรีย์ (organic solvent) เพื่อเตรียมเมทิลไบโอดีเซล ได้เป็นรายแรกๆ ของโลก