“มทส.” โคราชเจ๋ง สร้างเครื่องผลิตเอทานอลขนาดเล็กสำเร็จ ประสิทธิภาพสูง

ศูนย์ข่าวนครราชสีมา - มทส.โคราชเจ๋ง ประสบความสำเร็จสร้างเครื่องต้นแบบ “ผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลขนาดเล็ก” สำหรับใช้ในชุมชนประสิทธิภาพสูง จิ๋วแต่แจ๋ว เผยผลิต “E100” จากกากน้ำตาลและมันสำปะหลัง ใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เบนซินและส่วนประกอบหลักผลิตไบโอดีเซลแบบครบวงจร ต้นทุนผลิตลิตรละ 20-25 บาท

วันนี้ (20 มี.ค.) ที่ห้องสารนิเทศ อาคารบริหาร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.) ต.สุรนารี อ.เมือง จ.นครราชสีมา ศ.ดร.ประสาท สืบค้า อธิการบดี มสท. พร้อมด้วยผศ.ดร.อภิชาติ บุญทาวัน อาจารย์ประจำสาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ สำนักวิชาเทคโนโลยีการเกษตร ร่วมกันแถลงความสำเร็จงานวิจัย “เครื่องต้นแบบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลขนาดเล็ก”

ผศ.ดร.อภิชาติกล่าวว่า การทำงานของเครื่องต้นแบบผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลขนาดเล็ก แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก คือ การหมัก สามารถใช้วัตถุดิบทางการเกษตรได้หลายอย่าง เช่น กากน้ำตาล มันสำปะหลัง ข้าวฟ่างหวาน เป็นต้น การทดลองได้ออกแบบขนาดถังหมักให้มีความจุ 250 ลิตร โดยทำการหมักกากน้ำตาล หรือ Molasses 60 กิโลกรัม ผสมกับน้ำ 220 ลิตร หมักกับยีสต์ 1 กิโลกรัม เป็นเวลา 3 วัน จะได้เอทานอล 10% (มีเอทานอล 10 ส่วน และน้ำ 90 ส่วน)

จากนั้นจะนำไปสู่ขั้นตอนที่ 2 คือ การกลั่นเอทานอล โดยอุปกรณ์ที่ใช้เรียกว่าหอกลั่นลำดับส่วน โดยทั่วไปหอกลั่นในระบบอุตสาหกรรมจะมีลักษณะเป็นหอสูง ภายในมีลักษณะเป็นชั้น โดยการกลั่นเอทานอลให้ได้ความบริสุทธิ์สูงสุดนั้นต้องมีจำนวนมากกว่า 75 ชั้น แต่หอกลั่นประสิทธิภาพสูงแบบต่อเนื่องที่พัฒนาขึ้นนี้ ได้ออกแบบระบบการกลั่นให้มีประสิทธิภาพในการแยกสารที่สูงมาก ภายในหอกลั่นมีลักษณะเป็นท่อกลวง และมีการเพิ่มระบบการปั่นผสมไอด้วยใบพัดที่อยู่ภายในหอกลั่น เพื่อทำให้เกิดความเป็นเนื้อเดียวกัน โดยน้ำหมักจะถูกทำให้ร้อนและถูกป้อนเข้า ณ จุดกึ่งกลางของหอกลั่น จากนั้นจะผ่านกระบวนการต่างๆ ที่ถูกกำหนดไว้ ส่งผลให้เกิดการแยกที่สมบูรณ์ภายในหอกลั่น

จากการทดสอบการกลั่นเอทานอลจากน้ำหมักด้วยระบบการป้อนแบบต่อเนื่องที่ได้ประดิษฐ์ขึ้นนี้ พบว่าสามารถกลั่นเอทานอลความเข้มข้นสูงสุดได้ถึงร้อยละ 93 โดยน้ำหนัก ซึ่งใกล้เคียงกับความเข้มข้นสูงสุดที่สามารถกลั่นได้ในระดับอุตสาหกรรม (ร้อยละ 95)

จากนั้นจึงนำเข้าสู่ขั้นตอนที่ 3 คือ การกำจัดน้ำในส่วนกลั่นเพื่อผลิตเป็นเชื้อเพลิงเอทานอล เนื่องจากการกลั่นลำดับส่วนแบบปกติ จะไม่สามารถแยกน้ำออกจากสารละลายเอทานอลได้ทั้งหมด (โดยความเข้มข้นสูงสุดของเอทานอลที่สามารถทำการกลั่นได้นั้น อยู่ที่ร้อยละ 95 โดยน้ำหนัก) สำหรับเทคโนโลยีการกำจัดน้ำในงานวิจัยนี้ มีชื่อเรียกว่าการแยกไอผ่านเยื่อแผ่น หรือ vapor permeation โดยเยื่อแผ่นชนิดนี้จะยอมให้น้ำผ่านได้ดีกว่าเอทานอล โดยวัสดุที่ใช้ในการขึ้นรูปสำหรับงานวิจัยชิ้นนี้ ได้เลือกใช้เยื่อแผ่นชนิดเซรามิก (ceramic membrane)ซึ่งมีความคงตัวเชิงกลที่สูงมาก สามารถทำให้มีขนาดของรูพรุนประมาณ 3 อังสตรอม (1 อังสตรอมมีขนาดเท่ากับ 10 ยกกำลังลบ 10 เมตร) ซึ่งจะทำให้สามารถแยกน้ำออกจากเอทานอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ (โดยน้ำมีขนาดโมเลกุล 2.6 อังสตรอม ในขณะที่เอทานอลมีขนาดโมเลกุล 4.4 อังสตรอม)

สำหรับการทำงานของระบบการแยกไอผ่านเยื่อแผ่นนั้น จะทำการปั๊มสารละลายเอทานอลที่ได้จากการกลั่นผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อทำให้สารละลายเอทานอลอยู่ในสภาวะที่เป็นก๊าซร้อน โดยมีอุณหภูมิที่ 140 องศาเซลเซียส และมีความดันประมาณ 4 บรรยากาศ เมื่อไอของสารละลายเอทานอลเคลื่อนที่ผ่านผิวหน้าของเยื่อแผ่นดังกล่าว โมเลกุลของน้ำจะถูกดูดซับไว้ที่ผิวหน้าของเยื่อแผ่นก่อนเคลื่อนที่ทะลุผ่านเยื่อแผ่นออกไป ส่วนโมเลกุลของเอทานอลซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของรูพรุนของเยื่อแผ่น จะเคลื่อนที่ไปตามผิวหน้าของเยื่อแผ่นและมีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งหลุดออกจากระบบเป็นเชื้อเพลิงเอทานอล 100% หรือ E100 นั่นเอง

ผศ.ดร.อภิชาติกล่าวอีกว่า ชุดอุปกรณ์ต้นแบบดังกล่าวนี้เหมาะสำหรับการส่งเสริมให้ประชาชนทั่วไป ได้ใช้ในรูปของโรงงานผลิตเชื้อเพลิงขนาดเล็กสำหรับชุมชน โดยอาจจัดตั้งเป็นระบบสหกรณ์เชื้อเพลิงสำหรับชุมชน เพื่อส่งเสริมในการประยุกต์ใช้เชื้อเพลิงเอทานอลสำหรับเครื่องยนต์เบนซินแล้วยังสามารถใช้เอทานอลดังกล่าวเป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตไบโอดีเซลแบบครบวงจร

“จากขบวนการผลิตเอทานอลดังกล่าวมีต้นทุนการผลิตอยู่ที่ 20-25 บาทต่อลิตร โดยชุดอุปกรณ์ต้นแบบดังกล่าวใช้งบประมาณในการผลิตประมาณ 500,000 บาท” ผศ.ดร.อภิชาติกล่าว