เปรียบเทียบความสามารถในการสกัดเอทานอลจาก หญ้าชันกาด (Panicum repens L.) หญ้าคา (Imperata-cylindrica (L.) P.Beauv.) และหญ้าแห้วหมู (Cyperus rotundus L.) ด้วยกระบวนการทางกายภาพและชีวเคมี
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
กันตภณ นะราแก้ว, พัฒนวดี ศรีสุเทพหิรัญญา, กนกพร ทองแท่งใหญ่
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุทธิวิชญ์ พงษ์ธนาวิสิฐ, ศิริพร เทียนเบ็ญจะ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันแนวโน้มการใช้เอทานอลสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งส่งผลให้ความต้องการ มันสําปะหลัง และอ้อยเพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากทั้ง 2 เป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตเอทานอล แต่กำลังและความสามารถในการเพาะปลูกพืชทั้ง 2 ชนิดนี้ยังคงเท่าเดิมหรือเพิ่มขึ้นในอัตราที่ต่ำกว่าความต้องการใช้ จึงอาจประสบปัญหาขาดแคลนวัตถุดิบประเภทนี้ได้ในอนาคต ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการผลิตเอทานอล ดังนั้นในปัจจุบัน การผลิตเอทานอลจึงมุ่งเน้นไปใช้ของเสียหรือวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรที่อยู่ในรูปลิกโนเซลลูโลส (lignocellulose material) ที่มีคุณสมบัติที่คล้ายกับพืชทั้ง 2 มาผลิตเอทานอลทดแทน
หญ้าชันกาด หญ้าคา และ หญ้าแห้วหมู มีโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์จำพวก ลิโนเซลลูโลส ประกอบด้วย เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งทั้ง 3 เป็นสารอินทรีย์ในกลุ่มคาร์-โบไฮเดตรที่จัดเป็น พอลิแซ็กคาไรด์ ( Polysaccharide ) ซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปเพื่อนำสารประเภทนี้ไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น การนำมาผลิตเอทานอล ถึงแม้หญ้าทั้ง 3 ชนิดจะมีคุณประโยชน์ที่เหมาะแก่การนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ รวมทั้งเป็นหญ้าที่พบได้ทั่วไปในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และ ประเทศไทย แต่ก็ยังถูกกำจัดและทำลายทิ้งเนื่องมาจาก การขาดความรู้ซึ่งเป็นผลมาจากการทำความเข้าใจและศึกษาที่ไม่ชัดเจนมากพอ จนทำให้หญ้าทั้ง 3 ถูกมองว่าเป็นวัชพืชที่ไม่มีประโยชน์
คณะผู้จัดทำจึงหาวิธีการสร้างประโยชน์ด้วยการนำหญ้าทั้ง 3 ชนิดมา ปรับสภาพวัตถุดิบด้วยวิธีที่เหมาะสมโดยใช้วิธีการทางกายภาพคือการบทหรือทำให้หญ้ามีขนาดเล็กลง และเคมีคือการปรับสภาพด้วย กรดซัลฟิวริก โซเดียมไฮดรอกไซด์ สารละลายโซเดียมคลอไรด์ จากนั้นนำย่อยเพื่อให้กลายเป็นน้ำตาลด้วยเอนไซม์เซลลูเลส แล้วหมักหรือสกัดเอทานอลด้วยยีสต์ขนมปัง แล้วจึงตรวจสอบและเปรียบเทียบว่าหญ้าชนิดใดสามารถสกัดเอทานอลออกมาได้ปริมาณมากที่สุดในหน่วยความเข้มข้น % v/v เมื่อเทียบกับหญ้าชนิดอื่นด้วยการตรวจอย่างง่ายโดย Q-E-S-T 3-in-1 Alcohol Test Kit และ เครื่องมือทดสอบความเข้มข้นของแอลกอฮอล์
เพื่อศึกษาว่าวิธีการปรับสภาพด้วยวิธีใดเหมาะสมต่อหญ้าทั้ง 3 ชนิดที่สุด โดยเปรียบเทียบความเข้มข้นของเอทานอลที่ได้จากการปรับสภาพด้วยวิธีต่างๆ เมื่อเทียบการตัวอย่างที่ไม่ผ่านการปรับสภาพ และเพื่อศึกษา เปรียบเทียบปริมาณเอทานอลที่สกัดได้จากหญ้าทั้ง 3 ชนิด มาเป็นแนวทางในการพัฒนาและต่อยอดการสกัดเอทานอลจากวัสดุลิโนเซลลูโลส ในรูปของพืชตระกูลหญ้าที่พบได้ทั่วไปในชุมชนอย่างละเอียดเพื่อนำไปใช้ในเชิงอุตสาหกรรมและพานิชย์ต่อไป