เอทานอลจากจุลินทรีย์

แหล่งพลังงานที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันดีว่าได้มาจากเชื้อเพลิงปิโตเลียม คือ น้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล และยังมีแนวโน้มลดลงตามลำดับ ในทางกลับกันราคาค่าน้ำมันในยุคนี้ยังเพิ่มขึ้นอย่างที่เราๆท่านๆทราบ และทำใจลำบากในการจ่ายค่าน้ำมัน ดังนั้นหลายประเทศจึงพยายามหาพลังงานอื่นมาทดแทนในรูปแบบต่างๆ เช่น พลังงานลม น้ำ แสงอาทิตย์ และพลังงานชีวมวล

เอทานอล แหล่งพลังงานใหม่ที่กำลังได้รับความสนใจในขณะนี้พบว่า 90 % ได้มาจากกระบวนการหมัก ( Fermentations ) ที่เหลือได้จากการสังเคราะห์ขึ้นมา ( Synthesis ) ในกระบวนการผลิตเอทานอลกระบวนการหมักเป็นขั้นตอนที่สำคัญ เนื่องจากเป็นขั้นตอนที่จุลินทรีย์จะเป็นตัวไปเปลี่ยนวัตถุดิบ

(raw material )ให้กลายมาเป็น เอทานอล  Ethanol (ethyl alcohol, grain alcohol)

สูตรทางเคมี   CH₃CH₂OH

                                  C₆H₁₂O₆ -------->  2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂

                                 วัตถุดิบ(น้ำตาล)                      เอทิลแอลกอฮอล์        คาร์บอนไดออกไซด์

เอทานอลสามารถผลิตได้จากวัตถุดิบทางการเกษตรได้หลายชนิด  แบ่งได้เป็น  3  ประเภท คือ

วัตถุดิบประเภทแป้ง, วัตถุดิบประเภทน้ำตาล, เศษวัสดุที่เป็นเซลลูโลส  โดยที่วัตถุดิบประเภทแป้งและเซลลูโลสจะถูกย่อยด้วยกรดหรือเอนไซม์ให้เป็นน้ำตาลก่อน แต่วัตถุดิบประเภทที่เป็นน้ำตาลอยู่แล้วสามารถนำไปใช้หมักได้เลย ระยะเวลาในการหมักเพื่อให้ได้เอทานอลจะประมาณ 48 ชั่วโมงจะได้เอทานอลที่มีความเข้มข้น 8-12 % โดยปริมาตร

จุลินทรีย์ที่สามารถผลิตเอทานอลได้มีหลายชนิดแต่ ยีสต์ ( Yeast )ก็ถูกนำมาใช้ผลิตเอทานอลอย่างแพร่หลายเพราะสามารถเจริญเติบโตได้เร็วและมีปริมาณมาก แต่ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่า แบคทีเรีย (Bacteria) สายพันธุ์   Zymomonas mobilis   มีความสามารถในการผลิตเอทานอลได้ดีกว่ายีสต์ เช่น ระยะเวลาในการหมักสั้นกว่า 3-4 เท่าเมื่อใช้น้ำตาลเท่ากัน ให้ผลเอทานอลใกล้เคียงกับทฤษฎี แต่ข้อด้อยกว่ายีสต์ก็มีคือแบคทีเรียใช้น้ำตาลได้จำกัดคือใช้ได้ 3 ชนิดคือ กลูโคส ฟรุกโตส ซูโครส แต่ยีสจะสามารถใช้น้ำตาลได้หลากหลายกว่าแบคทีเรีย แต่เพื่อให้แบคทีเรียสามารถใช้ประโยชน์ได้เยอะขึ้นจึงมีการแก้ไขทางพันธุ์วิศวกรรม

 ( genrtic engineering ) เพื่อปรับปรุงสายพันธุ์ให้มัคุณสมบัต้ที่ดีขึ้นคือ สามารถใช้น้ำตาลได้หลากหลาย, ทนต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสมได้ดีขึ้น

แม้ว่าจะได้แบคทีเรีย (Bacteria) สายพันธุ์   Zymomonas mobilis   ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้นแต่การนำแบคทีเรียมาใช้ค่อนข้างที่จะยาก เพราะโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่คุ้นเคยกับยีสต์มากกว่า

สำหรับประเทศไทย ในขณะนี้กำลังให้ความสนใจเกี่ยวกับการผลิตเอทานอลจากพืชเกษตรเพื่อใช้เป็นพลังงานทดแทน ถ้าจะลองหันมาหยิบเอาแบคทีเรียสายพันธุ์   Zymomonas mobilis  มาช่วยในการผลิตร่วมกับยีสต์อีกสักตัวก็คงจะเข้าที แต่ก็ต้องเสียเวลาวิจัยหาคุณสมบัติ และสภาวะที่เหมาะสมต่อจุลินทรีย์ตัวนี้กันหน่อย

ฝากข่าวสักหน่อย ถึงแม้จะมีวิธีการสร้างพลังงานทดแทนกันขึ้นมาใหม่มากล้นยังไง ถ้าเรายังใช้พลังงานที่มีอยู่หรือสร้างมาได้กันอย่างไม่รู้ค่า ก็คงต้องบอกว่า ลาก่อนพลังงานที่รักษ์

ที่มา : www.nrel.gov