การพัฒนากระบวนการปรับสภาพพืชลิกโนเซลลูโลสทางใบปาล์มเพื่อเพิ่มผลผลิตน้ำตาลสำหรับการผลิตเอทานอล (Development on the lignocellulosic palm trails plant pretreatment to increase the sugar yield for ethanol production)
เครื่องปรับสภาพพืชวัสดุทางใบปาล์ม
ปรับสภาพพืชวัสดุทางใบปาล์มในระดับห้องปฏิบัติการขนาดขยาย 15 ลิตร สภาวะการทำงานที่อุณหภูมิสูงสุด 150 ํC ความดันสูงสุด 2 mPa และ อัตราการกวนสูงสุด 400 rpm โดยใช้สารละลายกรดซัลฟูริคและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้น 15%(v/v) อัตราส่วนของปริมาณพืชวัสดุทางใบปาล์ม (g) ต่อปริมาตรสารละลายปรับสภาพ (ml) คือ 1 : 10
การเพิ่มศักยภาพการผลิตเอทานอลจากการใช้วัสดุลิกโนเซลลูโลสเหลือทิ้งทางใบปาล์ม มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีการปรับสภาพพืชวัสดุทางใบปาล์มภายใต้สภาวะรุนแรง โดยใช้ความเข้มข้นของสารลดกรดและด่างสูง ควบคู่กับการให้ความร้อนและความดันในระหว่างการปรับสภาพด้วยการใช้เครื่องต้นแบบการปรับสภาพพืชลิกโนเซลลูโลส ส่งผลให้การแตกทำลายโครงสร้างของลิกโนเซลลูโสภายในทางใบปาล์มได้ดี นำไปสู่การผลิตน้ำตาลกลูโคสความเข้มข้นสูงถึง 200 กรัมต่อลิตร ด้วยการย่อยสลายเซลลูโลสด้วยเอนอนไซม์เซลลูเลส โดยสารละลายที่ใช้ในการปรับสภาพวัสดุทางใบปาล์มนั้น สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้อีกอย่างน้อย 2 ครั้ง นอกจากนี้สารละลายน้ำตาลกลูโคสที่ได้นั้น ได้ถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการหมักเอทานอลด้วยยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ทำให้ได้ความเข้มข้นเอทานอลที่ 12.21%(v/v) ค่าผลผลิต (yield) และร้อยละผลผลิต (% Theoretical yield) เท่ากับ 0.476gEthanol/Ssugar และ 93.12% ผลงานวิจัยที่ได้นำไปสู่การสร้างความร่วมมือพื้นที่ของชุมชนในเขตพื้นที่ภาคเหนือในการใช้ประโยชน์จากวัสดุทางใบปาล์มเหลือทิ้ง พร้อมเป็นพื้นที่ในการถ่ายทอดองค์ความรู้ ผลงานวิจัยไปใช้ประโยชน์ และลดปัญหาการเผาทำลาย ลดการปลดปล่อยความร้อนและคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาทำลาย และลดปัญหามลพิษทางอากาศ PM 2.5 ได้
วัตถุประสงค์ของการวิจัย
- เพื่อศึกษาอิทธิพลของชนิดสาร ความเข้มข้นสาร และสภาวะที่ใช้ในการปรับสภาพที่มีการผลิตต่อ ประสิทธิภาพการผลิตน้ำตาลที่ได้จากการปรับสภาพปาล์มน้ำมัน
- เพื่อออกแบบและพัฒนาชุดเครื่องต้นแบบการปรับสภาพพืชลิกโนโซลลูโลสที่ให้ประสิทธิภาพการผลิตน้ำตาลสูงควบคู่การผลิตเอทานอล
- เพื่อประเมินประสิทธิภาพการผลิตน้ำตาลและการผลิตเอทานอลจากชุดเครื่องต้นแบบการปรับสภาพพืชลิกโนโซลลูโลส
- เพื่อประเมินความเป็นไปได้เชิงเศรษฐศาสตร์ในการผลิตเอทานอลเชิงพาณิชย์
ผลผลิต
- เทคโนโลยีกระบวนการปรับสภาพพืชลิกโนเซลลูโลส
- เครื่องต้นแบบปรับสภาพพืชวัสดุลิกโนเซลลูโลสทางใบปาล์ม
- บทความวิชาการเกี่ยวกับกระบวนการผลิตเอทานอลชีวภาพด้วยเทคโนโลยีกระบวนการปรับสภาพพืชลิกโนเซลลูโลส
ผลลัพธ์
- เทคโนโลยีกระบวนการปรับสภาพวัสดุทางใบปาล์มที่ได้รับการพัฒนา
- การปรับสภาพพืชวัสดุทางใบปาล์มในระดับขยายได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพ
- ได้รับการแลกเปลี่ยนเรียนรู้องค์ความรู้ทางวิชาการในศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการผลิตเอทานอล
ผลกระทบ
การใช้ประโยชน์จากวัสดุลิกโนเซลลูโลสทางใบปาล์มที่เหลือทิ้งมาเพิ่มมูลค่าด้วยการนำมาเป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอล ซึ่งเป็นการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตเอทานอล ควบคู่กับการลดมลภาวะทางอากาศ ฝุ่นละออง PM 2.5 ด้วยการใช้ประโยชน์จากวัสดุทางใบปาล์มจากพื้นที่แปลงเกษตร
ติดต่อเพิ่มเติมได้ที่ : ดร.ณัฐต์ณิชา สุขเกษม วิทยาลัยพลังงานทดแทน มหาวิทยาลัยแม่โจ้ โทรศัพท์ : 063-4466151 Email : jewy.ja@gmail.com