การผลิตแอลกอฮอล์จากอ้อย

กระบวนการผลิตแอลกอฮอล์ ๙๕ % จากกากน้ำตาลที่ผลิตจากอ้อย มีขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
๑. การเตรียมสตาร์ทเตอร์หรือ Yeast Propagation
๒. การหมักส่า (Yeast Fermentation)
๓. การกลั่นลำดับส่วน (Distillation)
๔. การตรวจวิเคราะห์ (Laboratory)
การเตรียมสตาร์ทเตอร์
วัตถุดิบส่วนใหญ่จะใช้กากน้ำตาล (Molasses)ที่ โดยปกติปัจจุบันจะมีความหวานคิดเป็นน้ำตาล Monosaccharide ประมาณ ๔๗-๕๖% ละลายให้ได้น้ำตาล ๒๐% เพื่อให้ได้แอลกอฮอล์สูงสุดประมาณ ๙-๑๐% นอกจากนี้ มีการเติม nitrogen source เพื่อช่วยในการเจริญติบโตของยีสต์ (ปุ๋ยมีไนโตรเจนใช้ได้ทุกชนิดยกเว้น Urea ขณะนี้ใช้ Ammonium sulphate)
การหมักส่า (Yeast Formentation)
๑. วันที่ ๑ เขี่ยเชื้อยีสต์ (Saccharomyces cerevisiae No.90) ลง Agar slant 1 Loop
๒. วันที่ ๒ เขี่ยเชื้อยีสต์จาก Agar slant ลง Conical flask ขนาด 250 ซซ. จำนวน 55 ซซ.
๓. วันที่ ๓ ถ่ายจาก Conical flask 250 ซซ. ลงใน Balloon flask flast bottom ขนาด ๒ ลิตร จำนวน ๑.๕ ลิตร
๔. วันที่ ๔ ถ่ายจาก Ballon flask flat bottom ลงในถังสตาร์ทเตอร์ ๑๐๐ ลิตร
๕. วันที่ ๕ ถ่ายจากถังสตาร์ทเตอร์ ๑๐๐ ลิตร ลงในถังหมัก ขนาด ลบ.เมตร จำนวน ๒.๕ ลบ.เมต
หมายเหตุ อาหารเหลวที่จะใช้เลี้ยงยีสต์ ต้องขยายขึ้นครั้งละไม่ต่ำกว่า ๓% ทุกช่วงเวลา ๒๔ ชั่วโมง
การกลั่นแอลกอฮอล์ (Distillation)
แอลกอฮอล์ที่ได้จากการหมักส่าจะเป็นเอทธิลแอลกอฮอล์ประมาณ ๙-๑๐% การกลั่นแยกแอลกอฮอล์จากส่าทำได้โดย อาศัยความร้อนจากไอน้ำ เพื่อแยกเอาแอลกอฮอล์ซึ่งมีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำให้ระเหยกลายเป็นไอ แล้วจึงนำไอแอลกอฮอล์ที่ได้ส่งเข้าเครื่องควบแน่นทำให้ไอเป็นของเหลว จุดเดือดของแอลกอฮอล์จะอยู่ที่ ๗๘.๓ ํซ. ส่วนจุดเดือดของน้ำเท่ากับ ๑๐๐ ํซ.
การให้ความร้อนแก่น้ำส่าด้วยไอน้ำทำให้แอลกอฮอล์ในน้ำส่าระเหยกลายเป็นไอ แต่ก็จะมีน้ำระเหยปนขึ้นมาพร้อมกับไอแอลกอฮอล์ด้วย ซึ่งความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในไอจะเข้มข้นกว่าในของเหลว การที่จะกลั่นให้ได้แอลกอฮอล์เปอร์เซ็นต์สูง ๆ นั้น ต้องทำให้แอลกอฮอล์ระเหยและควบแน่นหลาย ๆ ครั้ง ซึ่งแต่ละครั้งความเข้มข้นของแอลกอฮอล์จะสูงขึ้นเรื่อย ๆ ภายในหอกลั่น จึงทำเป็นหลายชั้น แต่ละชั้นเหมือนกับการทำให้ระเหยและควบแน่น ๑ ครั้ง การกลั่นโดยใช้หอกลั่นจึงทำให้ได้แอลกอฮอล์ความเข้มข้นสูงได้ โดยกลั่นเพียงครั้งเดียว แต่ก็ไม่สามารถกลั่นให้ได้ความเข้มข้นถึง ๑๐๐% เพราะเมื่อกลั่นจนแอลกอฮอล์ประมาณ ๙๖% ความเข้มข้นของไอแอลกอฮอล์ที่ระเหยออกมาจากของเหลว จะเท่ากับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ในของเหลว จึงทำให้ไม่สามารถกลั่นแยกแอลกอฮอล์ให้ได้ ความเข้มข้นถึง ๑๐๐% ได้
เครื่องกลั่นแอลกอฮอล์ที่งานทดลองผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิง สวนจิตรลดา มีกำลังการผลิต ๒๕ ลิตร/ชั่วโมง โดยจะทำการกลั่นแยกเป็น ๒ หอ คือ หอกลั่นส่าและหอกลั่นแอลกอฮอล์

หอกลั่นส่า น้ำส่าจะถูกส่งเข้ามากลั่นแยกแอลกอฮอล์ และน้ำออก โดยจะได้แอลกอฮอล์ประมาณ ๕๐% เพื่อส่งเข้ากลั่น เพิ่มความเข้มข้นในหอกลั่นแอลกอฮอล์ต่อไป ส่วนของเหลวที่แยกเอาแอลกอฮอล์ออกไปแล้ว จะเรียกว่า น้ำกากส่าซึ่งจะนำไปใช้ทำปุ๋ย
หอกลั่นแอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์ประมาณ ๕๐% จากหอกลั่นส่าจะถูกส่งเข้ามากลั่น เพื่อเพิ่มความเข้มข้นที่หอนี้ จนได้ความเข้มข้นประมาณ ๙๕%
- การเดินเครื่องกลั่น
- การหยุดเครื่องกลั่น
การตรวจวิเคราะห์
การตรวจวิเคราะห์แบ่งเป็น ๒ ลักษณะ
๑. เพื่อติดตามควบคุมการทำงานของกรรมวิธี (Process)
๒. ตรวจสอบประสิทธิภาพการผลิต มีหลักการปฏิบัติ ดังต่อไปนี้
- โดยทั่วไป จะต้องวิเคราะห์ความหวาน หรือน้ำตาลเริ่มต้นที่ใช้ในการหมักส่า
- วิเคราะห์แอลกอฮอล์ที่เกิดขึ้น
- วิเคราะห์ค่า pH
- วิเคราะห์ค่า Acidity
- นับจำนวนเชื้อยีสต
- ตรวจสอบเชื้อปนเปื้อนของแบคทีเรีย
ทั้งนี้จะเลือกทำตามสมควร และเท่าที่จำเป็น


ที่มา: งานทดลองผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงสวนจิตรลดา