การเตรียมน้ำตาลรีดิวซ์จากเซลลูโลสด้วยกระบวนการพลาสมาวัฏภาคของเหลว

Abstract

ปัจจุบันพลังงานจากชีวมวลเป็นพลังงานทางเลือกที่มีบทบาทสำคัญในการทดแทนพลังงานจากปิโตรเลียมที่เริ่มลดลง น้ำตาลกลูโคสที่ได้จากการย่อยสลายเซลลูโลสเป็นหนึ่งในวัตถุดิบหลักในการผลิตเอทานอลเพื่อเป็นพลังงานทางเลือก ทำให้กระบวนการย่อยสลายเซลลูโลสให้เป็นน้ำตาลโมเลกุลเล็กได้รับความสนใจมากขึ้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมน้ำตาลรีดิวซ์จากเซลลูโลสด้วยกระบวนการพลาสมาวัฏภาคของเหลวซึ่งเป็นวิธีใหม่ โดยทำการศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อผลได้ของผลิตภัณฑ์น้ำตาลรีดิวซ์ที่เกิดขึ้น ได้แก่ ชนิดของตัวทำละลายในสารแขวนลอยเซลลูโลส ชนิดของขั้วอิเล็กโทรดที่ใช้ในการทรีทพลาสมา ผลของการเพิ่มความถี่ไฟฟ้าของพลาสมา และผลของสารแขวนลอยเซลลูโลสที่เติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ปริมาณต่างๆ จากผลการศึกษาชนิดของตัวทำละลายในสารแขวนลอยเซลลูโลส และชนิดของขั้วอิเล็กโทรดที่ใช้ในระหว่างการทรีทพลาสมา พบว่าสารแขวนลอยเซลลูโลสที่ใช้กรดซัลฟิวริกเป็นตัวทำละลาย และใช้เหล็กเป็นขั้วอิเล็กโทรดในการทรีทด้วยพลาสมา มีร้อยละผลได้น้ำตาลรีดิวซ์สูงที่สุดเท่ากับ 25 สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ปริมาณอนุมูลไฮดรอกซิลที่เกิดขึ้นในระบบระหว่างการทรีทสารแขวนลอยเซลลูโลสด้วยพลาสมา ซึ่งพบว่าสารแขวนลอยเซลลูโลสใช้กรดซัลฟิวริกเป็นตัวทำละลาย และใช้เหล็กเป็นขั้วอิเล็กโทรดในการทรีทด้วยพลาสมา มีปริมาณอนุมูลไฮดรอกซิลมากที่สุด โดยอนุมูลไฮดรอกซิลจะเข้าทำลายพันธะไกลโคซิดิกของเซลลูโลส ทำให้เกิดการย่อยสลายเซลลูโลสได้ดี การศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่ให้ในระบบระหว่างการทรีทสารแขวนลอยเซลลูโลสด้วยพลาสมาที่ความถี่ต่างๆ พบว่ากรณีความถี่ที่เพิ่มขึ้น จะส่งผลให้ร้อยละผลได้ของน้ำตาลรีดิวซ์เพิ่มขึ้น และเมื่อพิจารณาการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ปริมาณต่างๆ ในสารแขวนลอยเซลลูโลส พบว่าสารแขวนลอยเซลลูโลสที่เติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ปริมาณ 0.075% โดยปริมาตร มีร้อยละผลได้น้ำตาลรีดิวซ์สูงที่สุดเท่ากับ 30 จากผลการศึกษาสรุปได้ว่า การเตรียมน้ำตาลรีดิวซ์จากเซลลูโลสด้วยพลาสมาวัฎภาคของเหลวโดยใช้กรดซัลฟิวริกเป็นตัวทำละลาย ใช้เหล็กเป็นขั้วอิเล็กโทรด ความถี่ของพลาสมา 30 กิโลเฮิรตซ์ และเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ปริมาณ 0.075% โดยปริมาตร เป็นสภาวะที่ดีที่สุดที่ทำให้ได้ร้อยละผลได้น้ำตาลรีดิวซ์สูงที่สุด