การผลิตเอทานอลจากฟางข้าว

Abstract

เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในฟางข้าว ที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเอทานอล โดยปกติเซลลูโลสจะอยู่รวมกับส่วนประกอบอื่น ได้แก่ เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งเป็นตัวขัดขวางการเกิดปฏิกิริยาของเซลลูโลสกับเอนไซม์ในปฏิกิริยาการย่อย ดังนั้นในการผลิตจะต้องทำการแยกส่วนประกอบดังกล่าวออกจากโครงสร้างของฟางข้าว ในขั้นการปรับสภาพ ซึ่งในงานวิจัยนี้ใช้วิธีการปรับสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยพบว่าวิธีการปรับสภาพวิธีที่ดีที่สุด คือ การแช่ฟางในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 2.0 โมลาร์ เป็นเวลา 24 ชั่วโมง แล้วนำไปต้มที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส นาน 90 นาที จะได้ตะกอนฟางที่มีเซลลูโลสประกอบอยู่ 94.46% เฮมิเซลลูโลส 1.24% และลินิน 2.16% จากฟางข้าวที่ไม่ผ่านการปรับสภาพ ซึ่งมีส่วนประกอบ คือ เซลลูโลส 59.47% เฮมิเซลลูโลส 4.31% และลิกนิน 21.73% ตะกอนฟางที่ได้นำไปย่อยด้วยเอนไซม์เซลลูเลส โดยใช้อัตราส่วนของเอนไซม์ต่อเซลลูโลสเท่ากับ 500 โมลาร์ ที่มีค่าสภาพความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 4.0 ที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ใช้เวลาในการย่อย 16 ชั่วโมง ที่สภาวะดังกล่าวสามารถผลิตน้ำตาลรีคิวซ์ได้ 557.07 มิลลิกรัมต่อกรัมเซลลูโลส ซึ่งคิดเป็นค่าการเปรียบเทียบกับปริมาณเซลลูโลสเท่ากับ 49.58% สารละลายน้ำตาลรีคิวซ์ที่ผลิตได้หลังจากเติมสารอาหารที่จำเป็น และปรับค่าสภาพความเป็นกรด-ด่าง ให้เหมาะสมกับการเจริญของเชื้อยีสต์ Saccharomyces cerevisiae สายพันธุ์ TISTR 5013 แล้ว นำไปหมักที่อุณหภูมิห้อง ในสภาวะแบบไม่ใช้ออกซิเจน เป็นเวลา 4 วัน จะได้เอทานอลเข้มข้น 1.3% โดยปริมาตร ซึ่งสามารถเพิ่มความเข้มข้นในสูงขึ้นได้เมื่อนำไปกลั่น