พลังงานทางเลือกใหม่จาก “ใบหญ้า”

พฤหัส ๐๔ สิงหาคม ๒๐๑๑ ๑๐:๐๖
ศูนย์สื่อสารวิทยาศาสตร์ไทย สวทช.

นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์จากโครงการ JSTP ศึกษาวิธีเปลี่ยน “หญ้า” วัชพืชไร้ค่า เป็น“เอทานอล” พลังงานทดแทน พบวิธีการย่อยเซลลูโลสในหญ้าด้วยเอนไซม์ (Enzymatic Hydrolysis) ให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการผลิตเอทานอลสูง หวังเป็นวัตถุดิบทางเลือกใหม่ แทนมันสำปะหลังและอ้อยที่อาจขาดแคลนในอนาคต

นางสาวเทียมแข มโนวรกุล นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนชลราษฎรอำรุง จังหวัดชลบุรี และเยาวชนโครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน (Junior Science Talent Project : JSTP) สวทช. เปิดเผยว่า จากภาวะปัญหาการขาดแคลนพลังงาน ทำให้มีการนำพืชหลายชนิดมาใช้เป็นวัตถุดิบในการสร้างพลังงานทดแทน เช่น การนำมันสำปะหลังและอ้อย มาผลิตแก๊สโซฮอล์ หรือปาล์มน้ำมันมาผลิตไบโอดีเซล เป็นต้น แต่ด้วยพืชเหล่านี้เป็นทั้งพืชอาหารและพืชเศรษฐกิจ ในระยะยาวจึงอาจส่งผลให้ผลผลิตขาดแคลนอย่างมากในท้องตลาด และทำให้ต้นทุนการผลิตสินค้าสูงขึ้นตามลำดับ

“จากการศึกษาพบว่า เอทานอล เป็นองค์ประกอบสำคัญในการผลิตแก๊สโซฮอล์ ที่ผลิตได้จากพืชพลังงาน เช่นมันสำปะหลัง อ้อย โดยพืชกลุ่มนี้จะมีการสะสมแป้งและน้ำตาลอยู่ภายใน ซึ่งแป้งที่เกิดจากการเรียงตัวกันของโมเลกุลน้ำตาลเหล่านี้ เมื่อนำไปผ่านกระบวนการหมักจะทำได้ผลิตภัณฑ์ คือ เอทานอล

ขณะเดียวกันวัชพืช เช่น หญ้าก็มีเซลลูโลสที่เกิดจากการจัดเรียงตัวกันของน้ำตาลเช่นเดียวกับแป้ง ดังนั้น หญ้า ก็น่าจะนำมาใช้ผลิตเอทานอลได้ จึงเป็นแรงจูงใจในการศึกษา “พลังงานทางเลือกใหม่จากใบหญ้า” เพื่อเป็นทางเลือกใหม่ในการแก้ไขปัญหาการขาดแคลนพลังงาน โดยมี ดร.ชัชวิน เพชรเลิศ ภาควิชาชีวเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา และดร.วีระวัฒน์ แช่มปรีดา นักวิจัยจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ สวทช. เป็นนักวิทยาศาสตร์พี่เลี้ยง”

นางสาวเทียมแข กล่าวว่า ในกระบวนการผลิตเอทานอลจากวัชพืช ต้องเริ่มต้นจากการนำวัชพืชไปผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส (การย่อยเซลลูโลสให้เป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว) เพื่อให้ได้น้ำตาลรีดิวซ์ (น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่มีหมู่คาร์บอนิลซึ่งถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย เป็นน้ำตาลที่ยีสต์สามารถนำไปใช้ในกระบวนการหมัก) ก่อน จากนั้นจึงนำน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้ไปเป็นสารตั้งต้นในกระบวนการหมักเพื่อให้ได้เอทานอล

ทั้งนี้กระบวนการไฮโดรซิสนั้นทำได้สองวิธี คือ ไฮโดรไลซ์ด้วยกรด (Acid Hydrolysis) และไฮโดรไลซ์ด้วยเอนไซม์ (Enzymatic Hydrolysis) ในงานวิจัยชิ้นนี้จึงได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบหาสภาวะที่เหมาะสมต่อการไฮโดรไลซิสของวัชพืชเพื่อให้ได้น้ำตาลรีดิวซ์มากที่สุด โดยวัชพืชที่นำมาใช้ศึกษา คือ ธูปฤๅษี หญ้าขน และหญ้าชันกาศ

“ผลการทดลอง พบว่า วิธีการไฮโดรไลซิสวัชพืชด้วยเอนไซม์นั้น จะให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์สูงกว่าการไฮโดรไลซิสด้วยสารละลายกรด โดยการไฮโดรไลซิสวัชพืชด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้น 10% ให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์สูงที่สุด และจากการทดสอบในวัชพืชทั้งสามชนิดนั้น พบว่า หญ้าขนเป็น วัชพืชที่ให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์สูงสุด รองลงมาคือ หญ้าชันกาศและธูปฤๅษี ตามลำดับ ส่วนปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้ต่อปริมาณวัชพืชที่ใช้นั้นก็มากเพียงพอต่อการนำไปใช้ในการหมักเอทานอลได้

อย่างไรก็ดี แน่นอนว่าหากเปรียบเทียบปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์จากหญ้ากับพืชพลังงาน เช่น มันสำปะหลัง อ้อย ฯลฯ ในสัดส่วนที่เท่ากันจะพบว่าพืชพลังงานให้ปริมาณน้ำตาลที่มากกว่า แต่ “หญ้า” ก็นับเป็นทางเลือกหนึ่งในการนำมาใช้ผลิตเอทานอลที่น่าสนใจ เพื่อทดแทนมันสำปะหลังและอ้อยที่กำลังประสบปัญหาขาดแคลนและอาจมีราคาแพงมากขึ้นในอนาคต ซึ่งหญ้าที่นำมาใช้ทดลองครั้งนี้ เป็นหญ้าที่พบได้ทั่วไป มีปริมาณมาก จึงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งต่อการนำมาใช้ในการผลิตพลังงาน ที่สำคัญยังถือเป็นการนำทรัพยากรมาใช้อย่างคุ้มค่า ดีกว่าการตัดหรือเผาทิ้งอย่างเปล่าประโยชน์” นางสาวเทียมแข กล่าวทิ้งท้าย

ศูนย์สื่อสารวิทยาศาสตร์ไทย สวทช. โทร 0-2564-7000 ต่อ 71185-6 ,6112 หรือ [email protected]

ข่าวประชาสัมพันธ์ล่าสุด

๑๓:๑๓ TISCO ESU ฟันธงกนง. ลดดอกเบี้ยอีก 0.25% รับมือสงครามการค้า - เศรษฐกิจโตต่ำ
๑๓:๕๕ NT นำคลาวด์หนุนแพลตฟอร์มกันลวง ร่วมลงนาม MOU DE-fence ระหว่างกระทรวงดีอีและหน่วยงานพันธมิตรพร้อมเปิดใช้งาน 1
๑๓:๒๕ โกลเบล็ก คัด 5 หุ้นเด่นติดโผกองทุน Thai ESGX เข้าลงทุน
๑๒:๓๘ การประชุมส่งเสริมการลงทุนระดับโลกเปิดฉาก ณ เมืองซูโจว เงินสะพัดกว่า 3.4 แสนล้านหยวน
๑๒:๑๕ DIPROM ปลุกพลัง Soft Power ปั้นแบรนด์ไทย Born to Brand สู่ Hero Brand ระดับโลก
๑๒:๒๗ แซง-โกแบ็ง จับมือ Dow-พรีแพค เปิดตัวถุงบรรจุกาวยาแนวเทคโนโลยีรีไซเคิลขั้นสูง ขับเคลื่อนธุรกิจวัสดุก่อสร้างสู่รักษ์โลก ตั้งเป้าลดการใช้พลาสติกใหม่ 2.3
๑๒:๒๕ ดูโฮม บุกตลาดแหลมฉบัง จัดโปรฯใหญ่ ตอกย้ำความครบทุกเรื่องบ้านสินค้าลดสูงสุด 60% พร้อมจัดสัมมนาพิเศษเสริมแกร่งช่างชุมชน
๑๒:๒๒ อลิอันซ์ อยุธยา ประกันชีวิต มอบสินไหมกรมธรรม์ประกันโรคร้ายแรง
๑๑:๓๓ สุขเป็น จึงเป็นสุข ค้นหาสุขแท้ที่ไม่ทุกข์ รับเดือนวิสาขะ กับกิจกรรมธรรมะในสวน ณ สวนเบญจกิติ
๑๑:๒๖ พาราไดซ์ พาร์ค ร่วมยินดี Piyanas ศูนย์รวมเครื่องเสียงชั้นนำ เปิดโชว์รูมใหม่