CNG วัสดุเหลือทิ้งในกระบวนการผลิตน้ำตาล

ความน่าเชื่อถือของเศรษฐกิจเอเชียในเเง่ของผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรเป็นสิ่งที่พิสูจน์ได้เป็นอย่างดี รวมถึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมเหล่านี้อย่างครบถ้วนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์สุดท้าย (End Product) แต่อย่างไรก็ตาม ปัจจัยที่มีความสำคัญต่อการอยู่รอดทางการเงินได้เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆโดยการแสวงหาโอกาสในการทำกำไรจากส่วนต่างๆที่เกี่ยวข้อง และหนึ่งในนั้นคือการใช้ประโยชน์จากของเสียที่ได้จากกระบวนการที่เราใช้ในการแปรรูปผลผลิตทางการเกษตรเพื่อการบริโภค เนื่องจากของเสียทางการเกษตรในรูปแบบต่างๆ ก่อให้เกิดปัญหาตามมา การรีไซเคิลขยะให้เป็นวัสดุใช้สอยและผลิตภัณฑ์บำรุงดินในปีที่ผ่านมา มีการผลิตมีเทนจากของเสียที่เกิดจากการแปรรูปน้ำตาล ปาล์มน้ำมัน และมันสำปะหลัง ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ยังได้รับความสนใจน้อยมาก

ด้านข้างของโรงงานย่อยสลายชีวภาพ

การพัฒนาแนวคิดการย่อยสลายของเสียจากเกษตรกรรมทางชีวภาพในยุโรป มีมานานหลายทศวรรษแล้ว และในบางพื้นที่ไบโอมีเทนจากแหล่งเกษตรกรรมได้ถูกป้อนกลับเข้าไปในระบบการจ่ายก๊าซของเทศบาลเพื่อเพิ่มผลกำไรจากเกษตรกรรมและหลีกเลี่ยงการกำจัดขยะด้วยวิธีการอื่นๆ ซึ่ง ณ จุดนี้ผู้อ่านอาจจะไม่สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนว่ามีการใช้ก๊าซมีเทนเข้ามาร่วมด้วย โดยมีเทนเป็นก๊าซที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เป็นก๊าซที่ทำให้เกิดฟองอากาศในหนองน้ำ ทำให้น้ำทิ้งมีกลิ่นเหม็น และเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซที่เรารู้จักกันในประเทศไทยในชื่อก๊าซอากาศอัด (CNG) ในอนาคตก๊าซมีเทนอาจเป็นแหล่งพลังงาน “หมุนเวียน” หายากที่เราจำเป็นจะต้องใช้ในการขับเคลื่อนยานพาหนะและอุปกรณ์บนท้องถนน

แล้วเราจะผลิตก๊าซมีเทนได้อย่างไร? ตามหลักการของวิทยาศาสตร์พื้นฐาน มีเทนถูกผลิตขึ้นเมื่อมีการใช้และย่อยสลายกรดบางชนิดโดยจุลินทรีย์กลุ่มที่เกี่ยวข้องกับการสร้างก๊าซมีเทน โดยกลุ่มหลักๆ ที่พบมากที่สุดคือ Methanogenic Archaea (เมทาโนเจนิกอาร์เคีย: อาร์เคียที่เกี่ยวข้องกับการสร้างก๊าซมีเทน) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีลักษณะคล้ายกุ้งขนาดเล็กและเจริญเติบโตในสภาวะไม่มีออกซิเจน รองมาคือสิ่งมีชีวิตที่ใช้อากาศในการหายใจ (รวมถึงมนุษย์ด้วย) จุลินทรีย์เหล่านี้อยู่ในระบบย่อยอาหารและหลั่งก๊าซมีเทนออกมาเป็นผลิตภัณฑ์จากการย่อยอาหาร เป็นสาเหตุให้บางครั้งเราเผลอผายลมออกมาในระหว่างการประชุม และในส่วนทางด้านอุตสาหกรรมนั้น ระบบจำเป็นที่จะใช้ในการผลิต จะต้องมีประสิทธิภาพมากพอ

จุลินทรีย์อาร์เคียเป็นตัวสร้างก๊าซมีเทน แหล่งที่มา wisegeek.com

การใช้เครื่องย่อยสลายทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ทันสมัย จะมีห้องขนาดใหญ่ติดตั้งเครื่องทำความร้อน เครื่องปั่น และเครื่องกวน เพื่อเร่งกระบวนการ ซึ่งจะช่วยสร้างสภาวะที่อาร์เคียชอบและทำให้สภาพแวดล้อมมีความเหมาะสมต่อการทำงาน เพื่อให้มั่นได้ใจว่าอาร์เคียจะสามารถทำได้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ข่าวดีก็คือไม่มีขยะอินทรีย์จากการเกษตรกรรมใดๆ ที่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะย่อยสลายไม่ได้ ด้วยเครื่องย่อยสลายชีวภาพทางการเกษตรที่เหมาะสม สามารถที่จะจัดการกับขยะได้เป็นจำนวนหลายตัน (รวมถึงของเสียจากกากน้ำตาล) ให้กลายเป็นก๊าซที่อุดมไปด้วยมีเทนบริสุทธิ์ซึ่งสามารถนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมได้เป็นจำนวนมาก ในการกลั่นและอัดเพื่อใช้กับยานพาหนะ โดยหนึ่งในโรงงานผู้ผลิตเครื่องย่อยสลายชีวภาพที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปคือ Schmack Biogas Srl (ชมาร์ค ไบโอก๊าซ เอสอาร์แอล) ในโบลซาโน่ ประเทศอิตาลี ที่ซึ่ง ดร.เมาโร นิโคเล็ตติ ดูแลการออกแบบและการติดตั้งโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพทั่วยุโรป

ดร.นิโคเล็ตติอธิบายว่า “ก๊าซชีวภาพที่สร้างจากเครื่องย่อยสลายชีวภาพของเรานั้นโดยทั่วไปจะมีก๊าซมีเทนอยู่ประมาณร้อยละ 60 และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) อยู่ประมาณร้อยละ 40 ก๊าซชีวภาพสามารถนำไปทำการกลั่นต่อด้วยกระบวนการ “ยกระดับ” ซึ่งแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออก ทำให้มีก๊าซมีเทนอยู่ประมาณร้อยละ 95-97 ซึ่งถือว่ามีความบริสุทธิ์เพียงพอที่จะสูบเข้าไปในท่อส่งก๊าซในประเทศส่วนใหญ่หรือนำไปใช้โดยตรงกับเครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ”

โรงงานชีวภาพจะสร้างสภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ถูกนำมาใช้กับขยะอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ได้กับขยะอินทรีย์ทุกประเภท ได้แก่ เศษผักและอาหาร มูลสัตว์ กากธัญพืช และสิ่งขับถ่ายของมนุษย์ ภายในเครื่องย่อยสลายทางชีวภาพเหล่านี้ ขยะจะถูกย่อยสลายโดยแบคทีเรียเพื่อยับยั้งการกลายสภาพเป็นก๊าซไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และกรดอะซิติก จากนั้นอาร์เคียจะใช้กรดในการเปลี่ยนของเสียทั้งหมดให้เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน ก๊าซมีเทนชีวภาพนี้สามารถนำไปใช้บรรจุ หรือจัดเก็บได้ และผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลพลอยได้ของกระบวนการคือปุ๋ยน้ำอินทรีย์บริสุทธิ์และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จะถูกปล่อยทิ้งไปในกระบวนการกลั่นก๊าซ เพราะทั้งก๊าซมีเทนและปุ๋ยอินทร์มีค่ามากในเชิงพาณิชย์และเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม และกระบวนการนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยไม่ต้องการสิ่งใดมากไปกว่าสภาวะที่เหมาะสม

เห็นได้ชัดว่ามีตัวแปรต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟีดบาลานซ์ (ปริมาณโปรตีนที่สูงมากเกินไปอาจทำให้เกิดกรดมากขึ้น) และเครื่องกวนเชิงกลและการควบคุมอุณหภูมิแบบมีขอบเขตจำกัดช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพของกระบวนการ สิ่งนี้ฟังดูเหมือนจะซับซ้อนและเป็นสิ่งที่ค่อนข้างท้าทายสำหรับกระบวนการตรวจสอบและกระบวนการป้อนขนาดเล็ก ดร.นิโคเล็ตติอธิบายเพิ่มด้วยว่า “ตามปกติ หลังจากใช้งานไปได้ประมาณหนึ่งปี ลูกค้าของเราจะรู้สึกว่ากระบวนการนี้ส่งผลดีต่อผู้ใช้และการดำเนินการของโรงงาน และการบำรุงรักษาก็ไม่ใช่เรื่องที่ยุ่งยากแต่อย่างใด” อย่างไรก็ตาม ในระดับที่มีการผลิตอย่างจริงจัง โรงงานเหล่านี้สามารถทำงานด้วยระบบอัตโนมัติได้เกือบเต็มรูปแบบ และผู้เชี่ยวชาญยอมรับว่าแม้ว่าการออกแบบโรงงานดังกล่าวจะได้รับการพัฒนามาเป็นอย่างดี แต่ก็ยังมีขอบเขตของกระบวนการที่ต้องได้รับการปรับปรุง และศักยภาพจากการประหยัดต่อขนาดที่มีการนำก๊าซไปใช้เป็นเชื้อเพลิงกันในวงกว้างมากขึ้น

ก๊าซชีวภาพอาจกลายเป็นแหล่งพลังงานทดแทนอย่างแท้จริง และเป็นสิ่งหนึ่งที่มีความเหมาะสมในระยะยาว การศึกษาโดยชมาร์ค เอสอาร์แอล มุ่งให้ความสนใจไปที่ตลาดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ระบุว่า ศักยภาพในการนำพลังงานจากตะกอนเหลือจากกระบวนการผลิตน้ำตาล เช่น กากตะกอนหม้อกรองและน้ำเสีย คาดว่าจะผลิตก๊าซมีเทนประมาณ 700 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี และจากกากปาล์มน้ำมัน 4 พันล้านลูกบาศก์เมตร นอกจากนี้ของเสียจากพืชผลชนิดอื่นๆ เช่น มันสำปะหลัง ก็มีศักยภาพอย่างมากเช่นกัน การย่อยสลายทางชีวภาพร่วมกับการกักเก็บก๊าซมีเทนโดยใช้กระบวนการเหล่านี้จะช่วยลดการปล่อยก๊าซมีเทนซึ่งเป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่สร้างความเสียหายมากที่สุดโดยรวมลง และทำให้เกิดการใช้ของเสียจากการเกษตรกรรมและของเสียจากการแปรรูปอาหารที่มีปริมาณมากในเชิงพาณิชย์ แทนการคิดหาวิธีการกำจัดซึ่งถือเป็นปัญหาที่กำลังขยายวงกว้างมากขึ้น

แม้ว่าการติดตั้งสมัยใหม่จะมีประสิทธิภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำให้การเงินในยุโรปมีศักยภาพ แต่ตลาดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ในปัจจุบันก็ยังไม่ได้นำเทคโนโลยีนี้มาใช้และอาจจะไม่มีการนำมาใช้ในเร็ววันนี้ ข้อกังวลของชาวเอเชียจำนวนมากทำให้ไม่อาจตระหนักได้ว่าการลงทุนดังกล่าวส่งผลดีต่อธุรกิจและแนวคิดแบบองค์รวมที่มีต่อกระบวนการต่างๆสามารถให้ผลกำไรที่เพิ่มขึ้นได้ นอกจากนี้โรงงานชีวภาพที่ทันสมัยยังต้องอาศัยการลงทุนที่ค่อนข้างสูงและแม้ว่าจะเป็นโรงงานขนาดเล็กแต่ก็สามารถที่จะเป็นโรงงานที่ประสบความสำเร็จในการจัดการกับขยะจำนวนมากที่เกิดขึ้นในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ได้ โดยจะต้องผนวกรวมเข้าไปในขั้นตอนของการออกแบบและการก่อสร้างโรงงานน้ำตาลและโรงหีบอ้อย

แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในชั่วข้ามคืน แต่จะต้องถูกขับเคลื่อนด้วยความต้องการของก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์และยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์ เพราะก๊าซมีเทนชีวภาพสามารถทดแทนการนำเข้าก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) และทำให้แหล่งทรัพยากรที่ยังไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์กลายเป็นผลกำไรแก่ผู้แปรรูปผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร อย่างไรก็ตามเพื่อประสิทธิภาพที่แท้จริง สิ่งนี้จะต้องได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากรัฐบาลและต้องมีการปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในรูปแบบธุรกิจที่ดำเนินการโดยผู้ประกอบการหลายราย เกรงว่าแม้ว่าก๊าซมีเทนจะให้ผลกำไรและส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อม แต่อาจจำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนในการนำมาใช้