กลับไปที่นวัตกรรมทั้งหมด
การพัฒนาเส้นใยเซลลูโลสจากผักตบชวาเพื่อดูดซับน้ำมันและไขมัน
Development of cellulose fiber from water hyacinth for Oil and Grease Absorption
@คณะวิทยาศาสตร์
#KLLC 2024
#BCG (Bio-Circular-Green Economy)
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
กำลังดาวน์โหลด
Powered By KMITL Innovation Project