เอทานอล

Ethanol

เอทานอล (Ethanol) หรือ เอทิลแอลกอฮอล์ (Ethylalcohol) มีสูตรเคมี C2H5OH เป็นแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่งเป็นของเหลวไม่มีสีจุดไฟติดระเหยง่ายสามารถลอยได้ในน้ำ และสารละลายอินทรีย์อื่นๆ

ประเภทของเอทานอล

เอทานอลเป็นพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) ผลิตได้จากวัตถุดิบทางการเกษตรซึ่งแบ่งได้เป็น 3 ประภท

1. วัตถุดิบประเภทน้ำตาล ได้แก่ น้ำอ้อย น้ำตาลจากบีท และกากน้ำตาลซึ่งยีสต์สามารถ ย่อยสลายวัตถุดิบประเภทนี้ได้เลยทันทีโดยไม่ต้องผ่านการย่อยเพื่อเป็นน้ำตาล (Pretreatment)

2. วัตถุดิบประเภทแป้ง ได้แก่ มันสำปะหลัง ธัญพืชและมันฝรั่งในการผลิตจะต้องย่อยแป้งในวัตถุดิบให้เป็นน้ำตาลกลูโคสซึ่งเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดียวเสียก่อนยีสต์จึงจะเปลี่ยนน้ำตาลเป็นเอทานอลได้

3. วัตถุดิบประเภทที่เป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมเกษตร เช่น กากอ้อย ฟางข้าวซังข้าวโพด และของเสียจากอุตสาหกรรม เยื่อกระดาษ ฯลฯ

พืชที่เหมาะสมในการผลิตเอทานอลในประเทศไทยคือ อ้อย(กากน้ำตาล) และมันสำปะหลัง เอทานอลสามารถทำเป็นแอลกอฮอล์หรือสุราที่ใช้บริโภคได้

เอทานอลมีค่าออกเทนสูงนำไปผสมกับน้ำมันเบนซินเรียกว่าน้ำมันแก๊สโซฮอล์ได้ ถ้าผสมกับน้ำมันดีเซล เรียกว่าน้ำมันดีโซฮอล์ใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เอทนอล บริสุทธิ์เป็นเชื้อเพลิงได้โดยตรงโดยไม่ต้องผสมกับน้ำมันได้อีกด้วย

เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดและเผาไหม้ได้สมบูรณ์ช่วยลดการเกิดมลพิษในอากาศและเป็นผลดีต่อสภาวะแวดล้อมและมีฐานวัตถุดิบมาจากพืชซึ่งสามารถดูดซับปริมาณ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซค์ในบรรยากาศได้

ความสำคัญของเอทานอล

การใช้เอทานอลจะช่วยพัฒนาสภาพแวดล้อม เนื่องจากป็นเชื้อเพลิงที่ไร้สารพิษ เช่น ซัลเฟอร์และมีโมเลกุลออกซิเจนเป็นส่วนประกอบถึงร้อยละ 35 โดยน้ำหนัก เมื่อนำมาใช้ เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์จึงเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์กว่าเชื้อเพลิงทั่วไป ระบบเครื่องยนต์ที่ใช้เอทานอลจึงสะอาดกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินหรือดีเซล อย่างไรก็ตามการนำเอทานอลมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์สามารถดำเนินการได้ดี

ในประเทศที่มีการผลิตพืชผลทางการเกษตรมากเพียงพอจนสามารถผลิตเอทานอลใช้กับ ยานพาหนะ เช่น ประเทศบราซิลใช้เอทานอลที่ผลิตจากอ้อย ส่วนในประเทศสหรัฐอเมริกาเอทานอล ส่วนใหญ่ผลิตจากข้าวโพด นอกจากการใช้เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์แล้วปัจจุบันยังมีความพยายามทดลองใช้เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องบินอีกด้วย

ผลิตภัณฑ์เอทานอล

เอทานอล สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่

1. Anhydrous Ethanol คือ เอทานอลที่มีน้ำอยู่น้อยมากหรือเอทานอลที่มีความบริสุทธิ์ตั้งแต่ 99% ขึ้นไปซึ่งสามารถใช้ผสมกับน้ำมันเบนซินเพื่อใช้เป็นน้ำมันเชื้เพลิงได้

Denatured anhydrous ethanol เอทานอลที่แปลงสภาพ โดยการเติมสารปนเปื้อนลงในเอทานอลบริสุทธิ์เพื่อให้เอทานอลนั้นไม่สามารถดื่มได้
Indentured anhydrous Ethanol เอทานอลบริสุทธิ์ที่ไม่มีสิ่งเจือปนลงไป สามารถใช้บริโภคได้

2. Hydrous Ethanol คือ เอทานอลที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบกว่าร้อยละ 5

กระบวนการผลิตเอทานอล

การผลิตเอทานอลประกอบด้วยกระบวนการเตรียมวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอลกระบวนการหมักและการแยกผลิตภัณฑ์เอทานอลและการทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งในขั้นตอบการเตรียมวัตถุดิบนั้นถ้าเป็นประเภทแป้งหรือเซลลูโลส เช่นมันสำปะหลัง และธัญพืชจะต้องนำไปผ่านกระบวนการย่อยแป้งหรือเซลลูโลสให้เป็นน้ำตาลก่อนด้วยการใช้กรดหรือเอนไซม์ ส่วนวัตถุดิบประเภทน้ำตาลเช่นกากน้ำตาลหรือน้ำอ้อย เมื่อปรับความเข้มข้นให้เหมาะสมแล้วสามารถนำไปหมักได้ในกระบวนการหมักจะเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์โดยใช้เชื้อจุลินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ยีสต์ การเลือกใช้ชนิดของเชื้อจุลินทรีย์ที่เหมาะสมกับวัตถุดิบที่นำมาหมักจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการหมัก

ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการหมักคือเอธิลแอลกอฮอล์หรือเอทานอลที่มีความเข้มขัน ประมาณร้อยละ 8 - 12 โดยปริมาตรน้ำหมักที่ได้จากกระบวนการหมัก จะนำมาแยกเอทานอลออกโดยใช้กระบวนการกลั่นลำดับส่วน ซึ่งสามารถแยกเอทานอลให้ได้

ความบริสุทธิ์ประมาณร้อยละ 95 โดยปริมาตรจากนั้นจึงเข้าสู่กรรมวิธีในการแยกน้ำ โดยการใช้โมเลกูล่าร์ซีพ (molecular sieve separation) เอทานอลที่ความบริสุทธิ์ ร้อยละ 95 จะผ่านเข้าไปในหอดูดซับที่บรรจุตัวดูดซับประเภทซีโอไลต์โมเลกุลของ

เอทานอลจะไหลผ่านช่องว่างของซีโอไลต์ออกไปได้ แต่โมเลกุลของน้ำจะถูกดูดซับไว้ทำให้เอทานอลที่ไหลออกไปมีความบริสุทธิ์ร้อยละ 99.5 ส่วนซีโอไลต์ที่ดูดซับน้ำไว้จะถูกรีเจนเนอเรตโดยการไล่น้ำออก เอทานอลความบริสุทธิ์ร้อยละ 99.5 สามารถ

นำไปผสมกับน้ำมันเบนซินเพื่อใช้ในรถยนต์เครื่องยนต์เบนซินได้