วว.โชว์ศูนย์การเรียนรู้โรงงานต้นแบบผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำแห่งแรกของไทย

              สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.)   โชว์  ศูนย์การเรียนรู้โรงงานต้นแบบผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำแห่งแรกของประเทศไทย   ต้นแบบ ในการนำวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรม ขับเคลื่อนเศรษฐกิจฐานรากตามนโยบาย BCG ช่วยลดการขาดดุลการค้าและเพิ่มขีดความสามารถในการพึ่งตนเองทางเทคโนโลยีของประเทศ

              โดยเมื่อ พ.ศ. 2524 กระทรวงการคลังอนุมัติให้ วว. ดำเนินการก่อสร้างโรงงานต้นแบบเพื่อผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำ ที่มีความบริสุทธิ์ไม่ต่ำกว่าร้อยละ 99.5   โดยปริมาตรจากมันสำปะหลัง  เพื่อใช้เป็นพลังงานทดแทนน้ำมันปิโตรเลียมบางส่วน ด้วยการนำไปผสมกับน้ำมันเบนซินแล้วใช้เป็นน้ำมันเบนซินชนิดพิเศษ  ช่วยลดการขาดดุลการค้า   สอดคล้องกับแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ฉบับที่ 5  ซึ่งได้กำหนดเป้าหมายของการนำแอลกอฮอล์มาใช้เป็นพลังงาน 35 ล้านลิตรต่อปี ภายใน พ.ศ. 2529

              โรงงานต้นแบบเพื่อผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำได้ก่อสร้างแล้วเสร็จเมื่อ พ.ศ.2526  มีกำลังการผลิต 1,500 ลิตรต่อวัน   ใช้งบประมาณไปจำนวน 70  ล้านบาท  โดยได้รับความร่วมมือจากรัฐบาลญี่ปุ่นและศึกษากรรมวิธีการผลิตจากสมาคมอุตสาหกรรมหมักแห่งประเทศญี่ปุ่น  สำหรับการผลิตแอลกอฮอล์หรือเอทานอลจากวัสดุการเกษตร  ด้วยกระบวนการผลิตประหยัดพลังงาน  นับเป็นโรงงานแห่งแรกและใหญ่ที่สุดของประเทศไทยในขณะนั้น 

              จากจุดเริ่มต้นดังกล่าว  วว.  ได้ต่อยอดวิจัยพัฒนาและประสบผลสำเร็จในการศึกษาการใช้เอทานอลไร้น้ำเป็นเชื้อเพลิง  พร้อมทำการศึกษาด้านตลาด  โดยได้รับความร่วมมือจาก บริษัท สองพลอย จำกัด และการปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย นำไปจำหน่ายในสถานีบริการ

              นอกจากนี้ยังได้ดำเนินโครงการทดลองตลาดผลิตภัณฑ์แก๊สโซฮอล์จากวัตถุดิบ  มันสำปะหลังสด  มันสำปะหลังเส้น และน้ำเบียร์ที่หมดอายุ  ส่งให้ บริษัท บางจาก ปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน) และบริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) โดยสามารถกลั่นเอทานอลไร้น้ำได้  168,000 ลิตร  นำไปผสมเป็นแก๊สโซฮอล์  สำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงจำหน่าย ทดแทนน้ำมันเบนซินออกเทน  95  นอกจากนี้ยังให้บริการกลั่นแอลกอฮอล์ไร้น้ำให้กับ ปตท. เพื่อนำไปใช้ทดลองเป็นเชื้อเพลิงในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดาด้วย

              กระบวนการผลิตของโรงงานต้นแบบผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำของ วว. สามารถลดการใช้พลังงานได้ในส่วนของขั้นตอนการเปลี่ยนแป้งโดยใช้เอนไซม์ที่อุณหภูมิต่ำ และขั้นตอนการกลั่นน้ำส่าให้เป็นเอทานอลไร้น้ำภายใต้แรงดันบรรยากาศ สามารถช่วยลดการใช้พลังงานได้ถึงร้อยละ 40

          สำหรับกรรมวิธีการผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำโดยโรงงานต้นแบบผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำของ วว. ประกอบด้วย 4 ขั้นตอนคือ 1. การปรับสภาพวัตถุดิบ   โดยใช้หัวมันสำปะหลังสด ที่ปอกเปลือกและสับเข้าไปบดผสมกับน้ำที่เครื่องบด น้ำแป้งที่ได้จะถูกเปลี่ยนให้เป็นน้ำตาล โดยผ่านการย่อย 2 ขั้นตอน คือ การทำให้เป็นของเหลวด้วยเอนไซม์ย่อยแป้ง และความร้อนที่หม้อต้ม  ต่อมาทำการย่อยครั้งที่ 2 ด้วยเอนไซม์ Glucoamylase เพื่อเปลี่ยนแป้งให้เป็นน้ำตาลที่ถังย่อยน้ำตาล  2. การหมัก ซึ่งจะมีการเลี้ยงเชื้อยีสต์ในถังเลี้ยงเชื้อ   24 ชั่วโมง   และหมักโดยอาหารน้ำตาลและเชื้อยีสต์ ที่เตรียมไว้  โดยควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 30-32 องศาเซลเซียส และใช้เวลาในกระบวนการหมัก 72 ชั่วโมง  หลังจากนั้นมีการกรองกากส่า    ด้วยเครื่องแยกกากตะกอน ก่อนที่จะนำไปกลั่นต่อไป 3.  การกลั่น    ประกอบด้วยหอกลั่น 2 ชุด  ชุดแรก  ใช้กลั่นน้ำส่าที่มีแอลกอฮอล์ประมาณ 8-12% โดยปริมาตร ให้ได้แอลกอฮอล์ที่มีความเข้มข้น 95.6% โดยปริมาตร  ชุดที่สอง  ทำหน้าที่กลั่นแอลกอฮอล์ 95.6% โดยปริมาตร จากหอกลั่นชุดแรก ให้ได้แอลกอฮอล์บริสุทธิ์หรือแอลกอฮอล์ไร้น้ำ ที่มีความเข้มข้น 99.5% โดยปริมาตรขึ้นไป  และ  4. การบำบัดของเสีย     ดำเนินการกำจัดน้ำเสียก่อนระบายสู่ท่อระบายสาธารณะ   โดยใช้วิธีการทำแห้งเพื่อใช้เป็นอาหารสัตว์   

              ปัจจุบันเทคโนโลยีที่ใช้ในกระบวนการผลิตเอทานอลในส่วนขั้นตอนการหมักและการทำแอลกอฮอล์ไร้น้ำ จากเดิมที่ดำเนินการหมักเป็นแบบกะ (Batch fermentation) มีการพัฒนารูปแบบของการหมัก ดังนี้ 1.การหมักแบบกะ (Batch fermentation) เป็นกระบวนการหมักโดยการเติมวัตถุดิบ สารอาหารและหัวเชื้อ ลงไปในถังหมักเพียงครั้งเดียวตลอดการหมัก 2.การหมักแบบกึ่งกะ (Fed batch fermentation) เป็นกระบวนการหมักโดยการเติมวัตถุดิบ สารอาหารและหัวเชื้อลงไปในถังหมักมากกว่า 1 ครั้ง เพื่อให้เชื้อจุลินทรีย์สามารถใช้วัตถุดิบและสารอาหารได้ในปริมาณที่สูงขึ้น 3.การหมักแบบต่อเนื่อง (Continuous fermentation) เป็นกระบวนการหมักโดยการเติมวัตถุดิบ สารอาหารและหัวเชื้อ ลงไปในถังหมักตลอดเวลา พร้อมทั้งมีการแยกผลิตภัณฑ์ออกมาตลอดเวลา ทำให้ผลิตผลิตภัณฑ์ได้สูงสุดในระยะเวลาเท่ากันเมื่อเทียบกับการหมักแบบกะและแบบกึ่งกะ

               กรรมวิธีหรือเทคโนโลยีในการแยกน้ำเพื่อผลิตเอทานอลไร้น้ำ ปัจจุบันมีการใช้ 3 รูปแบบ

               1.กระบวนการแยกด้วยวิธีการกลั่นสกัดแยกด้วยสารตัวที่ 3 (Azeotropic distillation) ซึ่งเป็นวิธีดั้งเดิมที่นิยมใช้กันมาเป็นเวลานาน ปัจจุบันยังมีการใช้งานเชิงพาณิชย์อยู่ แต่มีการปรับเปลี่ยนสารตัวที่ 3 (Entrainer) จากเดิมที่มีการใช้สารเบนซีน (Benzene) ได้เปลี่ยนมาใช้สารไซโคลเฮกเซน (Cyclo-hexane ) ซึ่งมีความเป็นพิษน้อยกว่าแทน

               2.กระบวนการแยกด้วยวิธีกรองผ่านเยื่อเลือกผ่าน (Membrane pervaporation) โดยตัวเยื่อเลือกผ่าน (Membrane) จะทำหน้าที่กรองแยกน้ำและเอทานอลที่มีขนาดของโมเลกุลที่ต่างกันออกจากกัน

              3.กระบวนการแยกน้ำด้วยวิธีการดูดซับ (Molecular sieve  adsorption) โดยน้ำที่ปนอยู่ในแอลกอฮอล์จะถูกดูดซับด้วยตัวตัวดูดซับที่มีรูพรุนสูง เช่น ตัวดูดซับ (Zeolite) ที่มีรูพรุนขนาด 3A และ 4A เป็นต้น ซึ่งวิธีนี้นิยมใช้ในปัจจุบัน

              ทั้งนี้โรงงานต้นแบบผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำจากมันสำปะหลังแห่งแรกของประเทศไทย  วว. ได้ทำหน้าที่เป็นโรงงานต้นแบบผลิตพลังงานทดแทนให้แก่ประเทศรวม 20 ปี (พ.ศ.2526-2546)

               ปัจจุบันไม่ได้ถูกใช้งานแล้ว  เนื่องจากโรงงานผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลของภาคเอกชน  ซึ่ง วว. เป็นหน่วยงานสำคัญที่ผลักดันรัฐบาลอนุมัติให้มีการจัดตั้ง  ได้เริ่มดำเนินการผลิตและจำหน่ายเป็นผลิตภัณฑ์น้ำมันแก๊สโซฮอล์  ซึ่งได้รับความนิยมจากผู้ใช้อยู่ในขณะนี้  ด้วยศักยภาพของโรงงานแห่งนี้ วว. โดยการสนับสนุนทุนจาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) จึงได้ดำเนินการปรับปรุงให้เป็นศูนย์การเรียนรู้ เพื่อเป็นแหล่งค้นคว้า ศึกษาดูงาน แลกเปลี่ยนความรู้ และประสบการณ์ด้านพลังงานทดแทนของประเทศต่อไป

              ศูนย์การเรียนรู้โรงงานต้นแบบผลิตแอลกอฮอล์ไร้น้ำแห่งแรกของประเทศไทย วว. ตั้งอยู่เลขที่ 196  ถ.พหลโยธิน  เขตจตุจักร  กรุงเทพฯ วว. พร้อมให้บริการและคำแนะนำปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรม  เพื่อพัฒนาศักยภาพในการแข่งขันของประเทศ