กลไกของการเปลี่ยน พลาสติก ให้เป็นเชื้อเพลิง
พลาสติก เป็นปัญหาขยะที่ได้กลายเป็นหนึ่งในความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของโลก เนื่องจากพลาสติกส่วนใหญ่ใช้เวลาย่อยสลายนานหลายร้อยปี ส่งผลให้เกิดการสะสมในหลุมฝังกลบ แหล่งน้ำ และมหาสมุทรอย่างต่อเนื่อง ขณะเดียวกัน ความต้องการพลังงานของโลกก็ยังคงเพิ่มสูงขึ้น ทำให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถเปลี่ยน “ของเสีย” ให้กลายเป็น “ทรัพยากรที่มีคุณค่า”
หนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับความสนใจอย่างมาก คือ การเปลี่ยนพลาสติกให้เป็นเชื้อเพลิง (Plastic to Fuel Technology) ซึ่งอาศัยกระบวนการทางความร้อนและปฏิกิริยาเคมีในการแตกพันธะโมเลกุลของพลาสติก ให้กลายเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่สามารถนำไปใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง เช่น น้ำมันดีเซล น้ำมันเบนซิน น้ำมันเตา หรือก๊าซเชื้อเพลิงได้
แม้ว่าหลายคนจะเคยได้ยินคำว่า “ไพโรไลซิส (Pyrolysis)” หรือ “การแปรรูปพลาสติกเป็นน้ำมัน” แต่เบื้องหลังของกระบวนการนี้ยังมีกลไกทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ ตั้งแต่โครงสร้างของพลาสติกแต่ละชนิด การแตกตัวของสายโซ่พอลิเมอร์ การเกิดไอไฮโดรคาร์บอน การควบแน่นเป็นของเหลว ไปจนถึงการปรับปรุงคุณภาพของเชื้อเพลิงให้สามารถนำไปใช้งานได้จริง
โดยการจัดการ ขยะพลาสติก ขยะมูลฝอย ที่นิยมในประเทศไทย จะได้แก่
1.การฝังกลบ
2.การรีไซเคิล
3.การเผ่ารวม
4.การไพโรไลซิล (ที่จะนำเสนอต่อไปนี้)
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้นำร่องการส่งเสริมศักยภาพการใช้ชีวภาพและชีวมวลในการผลิตเชื้อเพลิง และเคมีภัณฑ์เพื่อพัฒนาขีดความสามารถในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมและเพื่อการส่งออกเทคโนโลยีคณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ณ จังหวัดสระบุรี โดยมีการศึกษาวิจัยการนำขยะพลาสติกกลับมาใช้ให้ ได้ประโยชน์สูงสุดในการนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวผ่านกระบวนการไพโรไลซิส ดังรูป
กระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) หรือกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยใช้ความร้อนสลาย องค์ประกอบทางเคมีของชีวมวล พลาสติก รวมถึงยางที่ใช้แล้วไปเป็นเชื้อเพลิงเหลว เป็นทางเลือกหนึ่งในการนำมาผลิตเชื้อเพลิงทางเลือกเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงปิโตรเลียมซึ่งเป็นกระบวนการแตกไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่เป็นไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลที่มีขนาดเล็กลงโดยใช้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้มีองค์ประกอบที่คล้ายกับ เชื้อเพลิงปิโตรเลียมดีเซล คือเกิดเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดสายโซ่อยู่ในช่วงที่เหมาะสม โดยให้อุณหภูมิระหว่าง 400-600 องศาเซลเซียสในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน (ไพโรไลซิสแบบช้า) และอุณหภูมิปานกลาง 400 – 650 องศาเซลเซียส (ไพโรไลซิสแบบเร็ว) ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากกระบวนการไพโรไลซิส ได้แก่ ถ่าน น้ำมัน และแก๊สไม่กลั่นตัว สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายผลิตภัณฑ์ในส่วนของน้ำมันสามารถนำไปใช้ประโยชน์
ได้หลายรูปแบบ เนื่องจากอยู่ในสถานะของเหลวที่มีข้อดีในด้านการจัดเก็บและการขนส่ง ดังรูปที่ 2 แสดง แผนภาพการใช้ประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการไพโรไลซิส
ปัจจุบันประเทศไทยมีการวิจัยและพัฒนากระบวนการไพโรไลซิส เพื่อให้สามารถใช้งานได้จริงในเชิงพาณิชย์ โดยมีการพัฒนากระบวนการไพโรไลซิสในรูปของเทคโนโลยีการกำจัดขยะประเภทขยะพลาสติก และยางรถยนต์ใช้แล้ว โดยมีการศึกษาเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีผลต่อผลิตภัณฑ์จากกระบวนการไพโรไลซิส สำหรับเปลี่ยนยางรถยนต์ที่ใช้แล้วเป็นน้ำมัน จากงานวิจัยพบว่าสัดส่วนของผลิตภัณฑ์จากกระบวนการไพโรไลซิสยาง ประกอบด้วย ถ่านร้อยละ 26 – 49 น้ำมันร้อยละ 25 – 75 และแก๊สร้อยละ 5 – 57 โดยน้ำมันที่ได้จะมีค่า ความร้อนสูง 44 เมกะจูลต่อกิโลกรัม มีปริมาณออกซิเจนต่ำ อัตราส่วนไฮโดรเจนต่อคาร์บอนอะโรมาติกสูง และมี
องค์ประกอบของสารประกอบประเภทอะลิฟาติกและอะโรมาติก นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาการผลิตน้ำมันโดยใช้ กระบวนการไพโรไลซิสจากวัตถุดิบ ประเภทขยะพลาสติก โดยมุ่งเน้นที่การออกแบบและสร้างโรงงานเพื่อแปรรูปขยะพลาสติกเป็นน้ำมัน ทั้งนี้ สามารถผลิตน้ำมันได้ 4,000 – 5,000 ลิตรต่อวัน
ขอบคุณข้อมูล จาก
นางสาวรติวรรณ ผาดไพบูลย์*
นักวิชาการสิ่งแวดล้อมชำนาญการ
ขอบคุณรูปภาพจาก บริษัท อี-สแควร์ กรีน อินโนเวชั่นจำกัด
กระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในการเปลี่ยนขยะพลาสติกให้กลายเป็นเชื้อเพลิงและวัตถุดิบที่มีมูลค่าเพิ่ม โดยอาศัยการให้ความร้อนในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน ทำให้โครงสร้างพอลิเมอร์แตกตัวเป็นสารไฮโดรคาร์บอน ซึ่งสามารถนำไปกลั่นหรือปรับปรุงคุณภาพเพื่อนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีได้
อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของกระบวนการไม่ได้ขึ้นอยู่กับเครื่องจักรเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับชนิดของพลาสติก อุณหภูมิ ระยะเวลาในการให้ความร้อน ระบบควบแน่น และเทคโนโลยีการปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ หากมีการออกแบบและควบคุมกระบวนการอย่างเหมาะสม ก็จะสามารถเพิ่มผลผลิต ลดของเสีย และทำให้การผลิตเชื้อเพลิงมีคุณภาพสูงขึ้น
ในยุคที่โลกกำลังมุ่งสู่เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) และการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า เทคโนโลยีไพโรไลซิสจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ช่วยเปลี่ยน “ขยะพลาสติก” ให้กลายเป็น “ทรัพยากรพลังงาน” ลดปริมาณขยะที่ต้องกำจัด และลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลจากแหล่งธรรมชาติ แม้จะยังมีข้อจำกัดด้านต้นทุน การคัดแยกวัตถุดิบ และการควบคุมคุณภาพเชื้อเพลิง แต่ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ไพโรไลซิสมีแนวโน้มที่จะเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญของการจัดการขยะพลาสติกและการผลิตพลังงานทางเลือกในอนาคต
สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน
สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7