การบูรณาการเทคโนโลยีเพื่อการเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตเอทานอลจากมันสำปะหลังใน ประเทศไทย
ชื่อผู้แต่งข้างต้นเป็นข้อความจากระเบียนผลงาน ไม่ได้ผูกกับรหัสนักวิจัย จึงกดดูผลงานอื่นของบุคคลนี้ไม่ได้ — ในคลังนี้ 142,080 ผลงาน (63.6% ของทั้งหมด) มีชื่อผู้แต่งที่เชื่อมกับหน้าผู้แต่งได้ และ 60,298 ผลงาน (27.0%) มีผู้แต่งที่ผูกกับรหัสนักวิจัยจริง ส่วนอีก 81,382 ผลงานไม่มีข้อมูลผู้แต่งเลย (มีชื่อผู้แต่งเป็นข้อความอยู่ 142,009 ผลงาน = 63.5%)
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษากระบวนการหมักเอทานอลจากมันสำปะหลังแบบความเข้มข้นสารตั้งต้นสูง (High Gravity Fermentation; HG) ร่วมกับระบบการกู้คืนเอทานอลระหว่างกระบวนการหมัก (In Situ Ethanol Recovery; ISER) ทั้งในถังหมักในระดับห้องปฏิบัติการและระดับกึ่งอุตสาหกรรม ซึ่งจะเป็นแนวทางหนึ่งในการลดต้นทุนการผลิตเอทานอล เนื่องจากต้นทุนในการผลิตเอทนอลจากมันสำปะหลังค่อนข้างสูงกว่าวัตถุดิบประเภทอื่น อย่างไรก็ตามการผลิตเอทานอลภายใต้สภาวะ HG จะทำให้ได้ความเข้มข้นของเอทานอลในน้ำหมักสูงกว่าการใช้ความเข้มข้น สารตั้งต้นในระดับปกติ (Normal Gravity; NG) ซึ่งความเข้มข้นที่สูงขึ้นจะส่งผลให้เกิดการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ ทำให้เชื้อยีสต์ไม่สามารถเปลี่ยนน้ำตาลเป็นเอทานอลได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ดังนั้น จึงได้นำเอาระบบการกู้คืนเอทานอลระหว่างการหมักภายใต้สภาวะสุญญากาศ (Vacuum Fermentation) เข้ามาช่วยลดผลกระทบดังกล่าว ซึ่งได้พัฒนาระบบการกู้คืนฯ โดยการนำผลิตภัณฑ์จากถังปฏิกรณ์ระหว่างกระบวนการหมักเข้าไปยังถังพักที่มีขนาดเล็กกว่า และสามารถควบคุมอุณหภูมิและความดันตามต้องการซึ่งจะไม่ส่งผลต่อระบบการหมัก วิธีการดังกล่าวนี้จะส่งผลถึงต้นทุนในส่วนของชุดอุปกรณ์ที่ใช้ในการกู้คืนที่มีขนาดที่ลดลง ซึ่งง่ายต่อการติดตั้งเข้ากับกระบวนการผลิต จากการศึกษาหาสภาวะความเข้มข้นที่เหมาะสมในกระบวนการหมักเอทานอลภายใต้ความเข้มข้นสารตั้งต้นสูงทั้งที่ไม่ใช้และใช้ระบบการกู้คืนเอทานอลระหว่างกระบวนการหมักในระดับห้องปฏิบัติการ ระดับกึ่งอุตสาหกรรม และระดับอุตสาหกรรม พบว่าที่ความเข้มข้นมันสำปะหลัง 30% (w/w) จะสามารถเพิ่มผลผลิตเอทานอลได้มากขึ้นจากร้อยละ 14.88 เป็นร้อยละ 17.07 โดยปริมาตร จากร้อยละ 15.98 เป็นร้อยละ 17.67 โดยปริมาตร และ จากร้อยละ 11.84 เป็น ร้อยละ 13.07 โดยปริมาตร ตามลำดับ โดยที่ประสิทธิภาพการหมักเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จากนั้นเมื่อได้ทำการทดลองในระดับโรงงานสาธิตผลิตเอทานอลจากมันสำปะหลังขนาดกำลังการผลิต 5,000 ลิตรต่อวัน พบว่าการหมักที่ความเข้มข้นสูงร่วมกับระบบการกู้คืนเอทานอลจะมีอัตราการผลิตที่สูงกกว่าการหมักแบบที่ไม่มีระบบการกู้คืนฯ สำหรับความเข้มข้นเริ่มต้นที่ร้อยละ 25 โดยน้ำหนัก จะมีประสิทธิภาพการหมักสูงที่สุดอยู่ที่ร้อยละ 92.67 ซึ่งสามารถเพิ่มกำลังการผลิตได้ไม่ต่ำกว่าร้อยละ 20 ของกำลังการผลิตเดิมเมื่อคิดเทียบที่ปริมาณน้ำหมักที่เท่ากันและส่งผลให้ต้นทุนการผลิตต่อหน่วยลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ว่าการนำเอาทั้ง 2 เทคโนโลยีนี้มาประยุกต์ใช้ในกระบวนการผลิตเอทานอลในระดับอุตสาหกรรมก็จะสามารถเพิ่มผลิตภาพและลดต้นทุนด้านพลังงานลงได้อย่างแน่นอน