รายการวิทยุ เรื่อง การใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อนเพื่อบำบัดน้ำเสีย
บทวิทยุ รายการ “จากแฟ้มงานวิจัย มก.”
ออกอากาศวันเสาร์ ที่19 เดือนกันยายน พ.ศ. 2558
เรื่อง การใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อนเพื่อบำบัดน้ำเสีย
บทวิทยุโดย วิทวัส ยุทธโกศา
………………………………………………………………………………….
-เพลงประจำรายการ-
สวัสดีครับ คุณผู้ฟังทุกท่านครับ ขอต้อนรับทุกท่านเข้าสู่รายการ “จากแฟ้มงานวิจัย มก.” ซึ่งออกอากาศเป็นประจำทุกวันเสาร์ ทางสถานีวิทยุ มก. แห่งนี้ครับ รายการนี้ผลิตโดยฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. เป็นรายการที่นำเสนอผลงานวิจัยของอาจารย์และนักวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ทั้งในด้านการเกษตร วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแขนงต่างๆ มานำเสนอให้คุณผู้ฟังได้ทราบ เพื่อเป็นประโยชน์ต่อคุณผู้ฟังในการนำมาปรับใช้ในชีวิตประจำวัน หรือกับอาชีพของตนเอง โดยมีกระผม วิทวัส ยุทธโกศา รับหน้าที่เป็นผู้ดำเนินรายการครับ
คุณผู้ฟังครับ กลับมาพบกันอีกครั้งน่ะครับ ในสัปดาห์นี้กระผมมีผลงานวิจัยที่น่าสนใจเป็นอย่างมาก มาฝากแฟนรายการอีกแล้วครับ เป็นผลงานของ รศ.ดร.พัฒนา อนุรักษ์พงศธร ภาควิชาเทคโนโลยีและการจัดการสิ่งแวดล้อม คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ในผลงานวิจัยเรื่อง การใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในระบบบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม
คุณผู้ฟังครับ ของเสียจากอุตสาหกรรมอาหารทะเล เช่น เปลือกปู และเปลือกกุ้ง ในปัจจุบันมักจะทิ้งไปโดยไม่ได้ใช้ประโยชน์เป็นจำนวนมากมหาศาลต่อปีเลยทีเดียวครับ ก็น่าเสียดายน่ะครับคุณผู้ฟัง ดังนั้นการที่จะนำมาใช้ประโยชน์ โดยนำมาสกัดเป็น ไคโตซาน ที่เป็นอนุพันธ์ของ ไคติน ซึ่งมีองค์ประกอบภายในโครงสร้างของไคติน ที่มีความสำคัญต่อลักษณะโครงสร้างของไคโตซานที่จะได้ภายหลังจากการกำจัดหมู่แอเซติล โดยไคโตซานมีชนาดอนุภาค 130-180 นาโนเมตร ส่วนการทำละลายของไคตินและไคโตซานสามารถละลายได้ดีในกรดเข้มข้นจำพวกกรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก กรดฟอสฟอริก และกรดฟอร์มิก แต่ไม่สามารถละลายในตัวทำละลายทั่วไป เช่น พวกน้ำ กรดเจือจางที่มีค่า pH มากกว่า 6 ด่างเจือจางหรือเข้มข้น แอลกอฮอลล์ และตัวทำละลายอินทรีย์อื่นๆ
ซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ทางชีวภาพ สามารถใช้ทดแทนสารโพลิเมอร์สังเคราะห์ในกระบวนการก่อจับก้อนในระบบบำบัดน้ำเสียของโรงงานอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม จึงเป็นการลดปริมาณและมูลค่าการนำเข้าสารโพลิเมอร์สังเคราะห์ อีกทั้งกากตะกอนที่เกิดขึ้นไม่ก่อให้เกิดพิษต่อสิ่งแวดล้อม เนื่อจากสามายรถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ และยังมีแนวโน้มที่เราจะสามารถนำไปใช้ในด้านอื่นๆ ทำให้กากตะกอนมีมูลค่าเป็นผลพลอยได้ และเมื่อเราเทียบกับกากตะกอนที่เกิดจากการใช้โพลิเมอร์สังเคราะห์ ซึ่งจำเป็นต้องมีค่าใช้จ่ายในการบำบัด เนื่องจากถูกจัดประเภทให้เป็นของเสียอันตรายนั่นเองครับ
คุณผู้ฟังครับ การใช้ไคโตซาน เป็นสารก่อการจับก้อนในระบบบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม เป็นการใช้ประโยชน์และเป็นการเพิ่มมูลค่า ให้กับของเสียอุตสาหกรรมอาหารทะเล ได้แก่ เปลือกปูและเปลืองกุ้ง ดังนั้นอุตสาหกรรมอาหารทะเล ที่มีเปลือกปูเปลือกกุ้งเป็นของเสียภายในโรงงาน จึงได้หันมาให้ความสนใจที่จะผลิตไคโตซาน เพื่อเป็นรายได้อีกทางหนึ่ง และอีกอย่างน้ำเสียที่เกิดขึ้นจากผู้ประกอบการเลี้ยงโคนม อาจอยู่ในรูปของสหกรณ์โคนม สามารถนำไคโตซานไปใช้ประโยชน์ เพื่อบำบัดน้ำเสียก่อนนำไปปล่อยลงสู่แหล่งน้ำโดยตรง ซึ่งก่อให้เกิดการเน่าเสียของแหล่งน้ำ เป็นการรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมอีกด้วยครับ ช่วงนี้เราพักกันก่อนสักครู่นะครับ แล้วกลับมาพบกันใหม่ในช่วงหน้า มาดูกันว่าวัตถุประสงค์ในการวิจัยในครั้งนี้มีอะไรกันบ้าง
-เพลงคั่นรายการ-
คุณผู้ฟังครับ มาต่อกันในเรื่อง วัตถุประสงค์ในผลงานชิ้นนี้กันน่ะครับ นั่นก็คือ การศึกษาวิธีการเตรียมและคุณสมบัติของไคโตซานจากของเสียอุตสาหกรรมอาหารทะเล ได้แก่ เปลือกปู เปลือกกุ้ง เพื่อใช้เป็นสารก่อการจับก้อนในกระบวนการตกตะกอนของระบบบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม และเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพ ระหว่างการใช้ไคโตซานเป็นสารก่อการจับก้อน กับสารสังเคราะห์โพลิเมอร์เดิมที่ใช้ในกระบวนการตกตะกอนของระบบบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม
ก่อนอื่นมาฟังปัญหาที่ผลงานวิชจัยนนี้เข้ามาแก้ไขกันก่อนครับ นั่นคือ การบำบัดน้ำเสีย เป็นการกำจัดหรือทำลายสิ่งปนเปื้อนในน้ำเสียให้หมดไป หรือเหลือน้อยที่สุดให้ได้มาตราฐานที่กำหนดและไม่ทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม น้ำเสียจากแหล่งต่างกันจะมีคุณสมบัติไม่เหมือนกัน ดังนั้นนะครับ กระบวนการบำบัดน้ำจึงมีหลายวิธีด้วยกันครับ
อย่างเช่น กระบวนการทางเคมี (chemical process) เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียโดยการแยกสารต่างๆ หรือสิ่งปนเปื้อนในน้ำเสียที่บำบัด เช่น โลหะหนัก สารพิษ สภาพความเป็นกรด ด่างสูงๆ ที่ปนเปื้อนอยู่ด้วยการเติมสารเคมีต่างๆลงไป เพื่อให้เข้าไปทำปฏิกิริยา ซึ่งจะมีประโยชน์ในการแยกสาร แต่วิธีนี้มีข้อเสียอยู่เหมือนกันครับ นั่นคือ เมื่อเราเติมสารเคมีลงไปในน้ำเสียแล้ว อาจจะทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และอีกอย่างวิธีนี้จะมีค่าใช้จ่ายสำหรับสารเคมีที่ค่อนข้างสูง ดังนั้นกระบวนการทางเคมีจะเลือกใช้ก็ต่อเมื่อน้ำเสียไม่สามารถบำบัดได้ด้วยกระบวนการทางกายภาพหรือชีวภาพได้นั่นเองครับคุณผู้ฟัง
การทำให้ตกตะกอน (precipitation) ต้องอาศัยหลักการเติมสารเคมีลงไปทำปฏิกิริยาให้เกิดกลุ่มตะกอนตกลงมา โดยทั่วไปสารแขวนจะมีประจุลบ ดังนั้นสารเคมีที่เติมลงไปจึงเป็นประจุบวก ก็เพราะว่าเพื่อที่จะทำให้เป็นกลางนั่นเอง โดยส่วนมากแล้วสารเคมีที่ทำให้เกิดตะกอนจะละลายน้ำ อย่างเช่น เกลือของสารประกอบต่างๆ เช่น เกลืออะลูมีเนียมซัลเฟต หรือสารส้ม เกลือเหล็ก และเกลือของแคลเซียม ส่วนเกลือที่นำมาช่วยให้เกิดการเกิดตะกอนได้ดียิ่งขึ้นนี้เป็นสารประกอบของ กลุ่ม Activated ของ Silica และ Polyelectrolytes เห็นไหมล่ะครับว่าสารกระบวนการบัดน้ำเสียทำได้ไม่ยากเลย แต่เราต้องใช้วิธีให้ถูกต้อง กระบวนการที่ถูกวิธี เพื่อความเหมาะสมในการบำบัดน้ำเสีย อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วงนี้พักกันก่อนสักครู่นะครับ
-เพลงคั่นรายการ-
กลับมาฟังกันต่อน่ะครับ ปัญหาที่เกิดจากการกำจัดน้ำเสียจึงเกิดการวิจัยนี้ขึ้นมา เพื่อใช้วัสดุจากการเหลือใช้ที่มาจากธรรมชาตินำมาแก้ปัญหาดังกล่าว น้ำเสียจากอุตสาหกรรมการผลิตนม น้ำเสียจากศูนย์ผลิตภัณฑ์นม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มาจากกระบวนการชะล้างสิ่งต่างๆภายในบริเวณโรงนมอาจจำแนกได้ดังนี้ครับ
- น้ำจากการทำความสะอาดถังผสม น้ำที่ใช้ทำความสะอาดถังจะมีความสกปรกค่อนข้างสูง มีปริมาณสารอินทรีย์จากนมที่เหลือติดขอบถัง น้ำในส่วนนี้จะมีสีขาวขุ่นจะใหลลงสู่รางระบายน้ำที่อยู่กลางศูนย์ผลิตภัณฑ์นมจากนั้นจะใหลรวมเข้าสู่รางระบายน้ำหลักต่อไป
- น้ำจากระบบหล่อเย็น น้ำจะถูกใช้เพื่อลดความร้อนจากเครื่องจักรต่างๆ เมื่อน้ำหล่อเย็นมีอุณหภูมิสูงจะปล่อยทิ้งลงท่อระบายน้ำเสียจากแหล่งต่างๆภายในศูนย์ผลิตภัณฑ์นม
- น้ำจากการทำความสะอาดพื้น น้ำทิ้งที่ลงสู่ท่อระบายน้ำภายหลังจากการทำความสะอาดพื้นของศูนย์ผลิตภัณฑ์นม
- น้ำจากการทำความสะอาดถังโฮโมจีไนส์ น้ำเสียที่ได้จะเป็นกรดและด่างขึ้นอยู่กับวัตถุดิบสำหรับการโฮโมจีไนส์ น้ำส่วนนี้จะมีความสกปรกน้อยแต่มีอุณหภูมิที่สูงครับ
- น้ำที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ ห้องปฏิบัติการในศูนย์ผลิตภัณฑ์นมจะเป็นห้องปฏิบัติการที่ใช้สำหรับ ตรวจสอบและควบคุมคุณภาพของน้ำนม และส่วนประกอบของนมให้ได้สามารถฐานที่กำหนด น้ำที่ออกจากห้องปฏิบัติการจะเป็นน้ำที่ใช้สำหรับทำความสะอาดอุปกรณ์ต่างๆทางวิทยาศาสตร์
- น้ำจากการทำความสะอาดถังพลาสติกที่ใส่นมถุง น้ำทิ้งนี้จะได้จากการใช้น้ำปะปา ทำความสะอาดถังที่ใช้บรรจุนม ซึ่งมีความสกปรกน้อย
- น้ำที่ใช้ทำความสะอาดที่บรรทุกน้ำมับนดิบมาส่ง น้ำเสียส่วนนี้จะรวมกับน้ำเสียที่ใช้ในกิจกรรมต่างๆภายในศูนย์ผลิตภัณฑ์นมแล้วไหลลงสู่ท่อระบายน้ำ
ช่วงนี้พักกันก่อนสักครู่นะครับ ช่วงหน้ากลับมาฟังสรุปผลการวิจัยกัน
-เพลงคั่นรายการ-
จากผลการทดลองศึกษาการใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อนในอุตสาหกรรมผลิตนมในการบำบัดน้ำเสียจากศูนย์ผลิตภัณฑ์นม ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ในครั้งนี้ โดยการเปรียบเทียบกับสารก่อจับก้อนเดิม นั้น นั่นก็คือ PAC ซึ่งเป็นเกลืออะลูมิเนียมที่มีสูตรทางเคมี ประเภทโพลิอนินทรีย์ ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของนิวเคลียสหลายตัว ซึ่ง PCA ทำให้สารแขวนลอยในน้ำจับตัวกันได้ โดยตะกอนสกปรกในน้ำที่มีประจุเป็นลบ จะรวมตัวกับประจุไฟฟ้าบวกของ PAC ในทุกขนาดของโครงสร้าง PAC จะมีโมเลกุลที่ใหญ่ และมีหลายนิวเคลียสที่ให้เกิดตะกอนหนัก จึงทำให้สามารถเกิดการตกตะกอนได้เร็ว และพบว่าปริมาณ PAC หนัก 0.75 g ค่า pH 6 เหมาะสำหรับการตกตะกอนน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตนม และมีการกำจัดซีโอดี สูงสุดได้ถึง 62.77 เปอร์เซนต์ และมีค่าความขุ่น 226 NTU ตะกอนที่ได้มีลักษณะเกาะกันเป็นก้อนเหนียวหนืด ส่วนการใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อนพบว่าที่ปริมาณไคโตซานหนัก 0.009 g ค่า pH 5 มีความเหมาะสมสำหรับตกตะกอน โดยมีการกำจัดซีโอดีได้ 79.43 เปอร์เซนต์ และมีค่าความขุ่น 97 NTU ตะกอนที่ได้มีลักษณะเป็นเกล็ดที่มีความละเอียดมาก เมื่อพิจารณาสารก่อจับก้อนทั้งสองชนิดกัน พบว่าไคโตซานมีประสิทธิภาพที่สูงกว่า PAC ในการเป็นสารก่อจับก้อนในระบบบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตนม เนื่องจากการใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อนให้ประสิทธฺภาพการกำจัดซีโอดีที่สูงกว่า และลักษณะตะกอนที่ได้หลังจากการตกตะกอนมีความละเอียดกว่าและยังนำไปใช้ประโยชน์ได้ อย่างเช่น การนำไปใช้ประโยชน์เป็นส่วนประกอบของอาหารสัตว์ อีกทั้งไคโตซานเป็นสารที่สกัดได้จากธรรมชาติจึงไม่เป็นพิษกับสิ่งแวดล้อมอีกด้วยครับ และนี่ก็เป็นสิ่งสำคัญมากๆครับ ที่การคิดค้นผลงานวิจัยที่มีคุณค่าต่อสังคม คือการรักษาสิ่งแวดล้อม
ครับ ท้ายรายการนี้หากคุณผู้ฟังท่านใดสนใจที่จะสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมหรือจะติชมรายการ ท่านสามารถเขียนจดหมายหรือไปรษณียบัตร ส่งมาได้ที่ “รายการจากแฟ้มงานวิจัย มก. ตู้ ปณ. 1077 ปณฝ.เกษตรศาสตร์ กทม. 10903” หรือโทรสอบถามได้ที่ 02-561-1474 ครับ กระผมหวังว่า สาระในวันนี้คงเป็นประโยชน์ต่อคุณผู้ฟังได้บ้างนะครับ สุดท้ายก่อนจบรายการ กระผมขอฝากไว้ประโยคหนึ่งครับว่า สุขภาพเป็นสิ่งสำคัญ ฉะนั้นการใส่ใจเรื่องของอาหารการกินเป็นสิ่งที่ดีครับ สำหรับวันนี้รายการจากแฟ้มงานวิจัย มก. ได้หมดเวลาลงแล้ว พบกันใหม่สัปดาห์หน้า กระผม วิทวัส ยุทธโกศา ขอลาไปก่อน สวัสดีครับ