รายละเอียด

ปัญหาพิเศษนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการนำผักตบชวาเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตเส้นใยเซลลูโลส เพื่อนำเส้นใยเซลลูโลสไปดูดซับน้ำมันและไขมันในน้ำเสียจากบ้านเรือน ก่อนปล่อยสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ โดยกระบวนการผลิตเส้นใยเซลลูโลสมี 2 ขั้นตอนหลัก ได้แก่
การใช้สารละลาย 5%NaOH ในการสกัดเซลลูโลสจากผักตบชวา และ การทำให้เส้นใยเซลลูโลสมีลักษณะต่างจากเดิมเล็กน้อยด้วยเทคนิคไฮโดรเทอร์มัล จากการศึกษาพบว่าการใช้ 5%NaOH ในการาสกัดเซลลูโลสจาก
ผักตบชวาจะได้ปริมาณของเซลลูโลสเท่ากับ 20% ในการทำให้เซลลูโลสมีลักษณะที่เล็กลง ปัจจัยที่ใช้ศึกษาในการผลิตเส้นใยเซลลูโลสได้แก่  อุณหภูมิ  (ºC)  ความดัน  (บาร์)  เวลา  (ชั่วโมง)  และปริมาณเซลลูโลส (กรัม) 
สภาวที่เหมาะสมในการผลิตเส้นใยเซลลูโลสด้วยเทคนิคไฮโดรเทอร์มัล คือ การผลิดด้วยอุณหภูมิ 120 ºC ความดัน 1 บาร์ เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ใช้เซลลูโลส 10 กรัม ด้วยสภาวะนี้ ทำให้ร้อยละผลผลิตของเซลลูโลสเท่ากับ  92.5%
เพื่อดูลักษณะของเส้นใยของเซลลูโลสจึงนำตัวอย่างเส้นใยผักตบชวาไปทดสอบลักษณะด้วยเทคนิค FTIR และเทคนิคSEM

วัตถุประสงค์

ปัจจุบันน้ำมันและไขมันจะถูกพบบ่อยในน้ำเสียที่มาจากบ้านเรือนโดยเกิดจากการใช้น้ำมันในการ
ประกอบอาหารจำนวนมากไม่ว่าจะเป็นน้ำมันจากพืชและจากสัตว์ เนื่องจากลักษณะทั่วไปของน้ำมันและไขมันเหล่านี้มีน้ำหนักเบาทำให้ลอยน้ำได้ เป็นอินทรีย์สารที่มีเสถียรภาพและย่อยสลายโดยแบคทีเรียได้ยาก จึงเป็นองค์ประกอบหนึ่งที่ถูกพบในน้ำเสียที่มาจากบ้านเรือน ก่อให้เกิดปัญหาน้ำมันและไขมันปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมจำนวนมาก โดยพื้นดินและแหล่งน้ำผิวดินจะได้รับการปนเปื้อนจากน้ำมันและไขมันโดยตรง และการขวางกั้นของน้ำมันและไขมันทำให้การซึมผ่านของออกซิเจนที่ลงสู่แหล่งน้ำลดน้อยลง ส่งผลให้เกิดปัญหาน้ำเน่าเสีย จึงต้องมีการบำบัดน้ำเพื่อกำจัดน้ำมันและไขมันก่อนปล่อยออกสู่แหล่งน้ำสาธารณะหรือท่อระบายน้ำทิ้ง โดยทั่วไปตามบ้านเรือนมักจะใช้ถังดักไขมันในการบำบัดน้ำเพื่อกำจัดไขมันซึ่งสามารถกำจัดไขมันได้ประมาณร้อยละ 60 (กรมควบคุมมลพิษ, 2546) ซึ่งถือได้ว่ายังคงมีน้ำมันและไขมันเปื้อนปนลงน้ำเสียที่ถูกระบายสู่แหล่งน้ำสาธารณะอยู่
         ดังนั้นน้ำเสียจากบ้านเรือนหรือชุมชนที่ปนเปื้อนน้ำมันและไขมันนับว่าเป็นปัญหาหลักที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก การแก้ไขหรือปรับปรุงสภาพน้ำให้ดีขึ้นจึงต้องมีการบำบัดอย่างถูกวิธีโดยการใช้เทคโนโลยีในการบำบัดน้ำเสียซึ่งมีอยู่หลากหลายวิธีการ ทั้งนี้เทคโนโลยีส่วนใหญ่มักมีราคาค่อนข้างสูง จึงจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียโดยใช้วัสดุจากธรรมชาติเพื่อลดต้นทุน (วารสารการจัดการสิ่งแวดล้อม, 2552) 
        จากปัญหาน้ำมันและไขมันในครัวเรือนที่ส่งผลเสียต่อคุณภาพน้ำนี้ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดในการแก้ไขปัญหาของน้ำมันและไขมันที่ถูกปล่อยจากบ้านเรือนโดยการศึกษาเส้นใยเซลลูโลสจากผักตบชวาเพื่อนำไปเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับน้ำมันและไขมันก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะเพื่อไม่ให้เป็นมลพิษต่อแหล่งน้ำ และการใช้ผักตบชวาเป็นวัตถุดิบนั้นนอกจากจะเป็นการใช้วัสดุจากธรรมชาติเพื่อประหยัดต้นทุนแล้วยังสามารถทำให้ผักตบชวาที่เป็นวัชพืชน้ำลดลงอีกด้วยซึ่งวัชพืชน้ำนี้ก่อให้เกิดปัญหาในแหล่งน้ำ เนื่องจากมีการแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็วจึงส่งผลเสียแก่แม่น้ำลำคลองทำให้เป็นอุปสรรคต่อการระบายน้ำ หากนําผักตบชวานี้มาใช้ต่อได้ ก็จะก่อให้เกิดประโยชน์ อีกทั้งยังเป็นการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุเหล่านี้อีกด้วย และจากการศึกษาองค์ประกอบของผักตบชวาที่มีปริมาณมากที่สุดคือ ปริมาณของเฮมิเซลลูโลสซึ่งอยู่ที่ร้อยละ 48.70 ของน้ำหนักเปียก รองลงมาคือส่วนที่ไม่ใช่เส้นใย และมีปริมาณเซลลูโลสและปริมาณลิกนินอยู่ที่ ร้อยละ 29.60 18.20 และ 3.50 ของน้ำหนักเปียกตามลำดับ (B.Anjanabha และK. Pawan, 2010) 
          จะเห็นได้ว่าผักตบชวา มีปริมาณเซลลูโลสจำนวนมากเหมาะแก่การนําไปใช้เป็นวัตถุดิบในการเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับน้ำมันและไขมัน เนื่องจากเซลลูโลสมีสมบัติในการดูดซับหรือจับกับไขมันได้ดี
    ดังนั้นผู้วิจัยจึงมุ่งเน้นในการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของเส้นใยเซลลูโลสจากผักตบชวาเพื่อนำไปดูดซับน้ำมันและไขมันในน้ำเสียจากบ้านเรือนเพื่อลดการปล่อยน้ำที่ปนเปื้อนน้ำมันและไขมันลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะ

ผู้จัดทำ

จุฑามาศ เกษมหา

JUTHAMAS KASEMHA

#นักศึกษา

สมาชิก

ทิพวดี คำยันต์

THIPWADEE KHAMYAN

#นักศึกษา

สมาชิก

วิสสุตา แก้วมะ

WISSUTA KAEWMA

#นักศึกษา

สมาชิก

ชมพูนุท ไชยรักษ์

CHOMPOONUT CHAIYARAKSA

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษา

พงษ์เสริฐ ศรีพรหม

Pongsert Sriprom

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

โหวตนวัตกรรมนี้