การบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตนมด้วยไคโตซาน

    จากของเหลือทิ้งโรงงานอุตสาหกรรมอาหารทะเล อาทิ เปลือกกุ้ง กระดองปู และแกนใสของปลาหมึก นำมาใช้ประโยชน์เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตสารไคโตซาน ซึ่งสามารถนำมาใช้ในระบบบำบัดน้ำเสียโรงงานอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม แทนการใช้สารเคมี และยังได้ตะกอนจากการบำบัดเป็นผลพลอยได้ ที่สามารถนำไปเป็นส่วนผสมในอาหารสัตว์ได้

                    เปลือกกุ้งตากแห้ง                               เปลือกกุ้งอบ และบดลดขนาด

        รศ.ดร.พัฒนา อนุรักษ์พงศธร อาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะวิทยาศาสตร์  มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  ได้ดำเนินงานวิจัยโครงการ “การใช้ไคโตซานเป็นสารก่อการจับก้อนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในระบบบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม” งานวิจัยเริ่มจากการผลิตไคโตซานจากวัตถุดิบเปลือกกุ้งซึ่งเป็นของเหลือทิ้งจากโรงงานอาหารทะเลแช่แข็ง ใช้เปลือกกุ้งที่อบแห้งและบดแล้วมาผ่านกระบวนการกำจัดโปรตีนด้วยสารละลายโซดาไฟ จากนั้นใช้กรดเกลือเพื่อกำจัดแร่ธาตุออก จึงทำการกำจัดสีด้วยอะซิโตน จะได้สารไคติน (ภาพที่ 1)  ซึ่งเมื่อนำมาแช่ในสารละลายโซดาไฟ 50% ที่อุณหภูมิ100องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมง ล้างด้วยน้ำร้อนจนมีสภาพเป็นกลาง นำไปอบแห้งได้ไคโตซานเกร็ดสีขาวขุ่น เมื่อบดละเอียด จะได้เป็นผงไคโตซาน (ภาพที่ 3)  ผลการสกัดไคโตซานจากเปลือกกุ้ง จะได้ผลผลิตประมาณ 18.5 % โดยน้ำหนัก

  เมื่อนำไคโตซานมาทดลองเป็นสารก่อการจับเป็นก้อน หรือให้เกิดการตกตะกอนในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตนมของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับการใช้โพลิอลูมิเนียมคลอไรด์(PAC) ซึ่งเป็นสารสังเคราะห์โพลีเมอร์ที่ใช้อยู่เดิม  ทดสอบปริมาณการใช้สารระดับต่างๆ กำหนดความเร็ว ช้านการกวน ระยะเวลาการกวน ทิ้งช่วงเวลาให้น้ำเสียตกตะกอน วิเคราะห์เปรียบเทียบคุณภาพน้ำเสียก่อนและหลัง โดยวัดค่าความเป็นกรด ด่าง  ของแข็งที่ละลายได้ สารแขวนลอย ค่าความขุ่น ค่าCOD      ไคตินจากเปลือกกุ้ง

   ไคโตซานเกล็ด

   ผงไคโตซาน

  ผลการทดลอง พบว่า การใช้ไคโตซานเป็นสารก่อการจับก้อนที่ปริมาณ 0.09 กรัม ต่อน้ำเสีย 500 มิลลิลิตร มีค่า pH เท่ากับ 5 มีความเหมาะสมต่อการบำบัดน้ำเสียโดยการตกตะกอน สามารถกำจัด COD ได้ 79.43 % ตะกอนที่ได้มีลักษณะเป็นเกล็ดละเอียดแยกชั้นออกจากน้ำเสียได้ง่าย ขณะที่ใช้สารโพลิเมอร์สังเคราะห์ PAC 0.75 กรัมต่อน้ำเสีย 500 มิลลิลิตร ค่าpH เท่ากับ 6 มีความเหมาะสมสำหรับการตกตะกอนน้ำเสีย สามารถกำจัด COD ได้ 62.77 % ตะกอนที่ได้มีลักษณะเกาะกันเป็นก้อนเหนียวหนืด  ดังนั้นการใช้ไคโตซานเป็นสารก่อการจับก้อนในการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมผลิตนม มีประสิทธิภาพสูงกว่าการใช้สารโพลิเมอร์สังเคราะห์ PAC 

ลักษณะตะกอนที่ได้จากใช้ PAC เป็นสารก่อจับก้อน

ลักษณะตะกอนที่ได้ จากใช้ไคโตซานเป็นสารก่อจับก้อน

    เมื่อพิจารณาองค์ประกอบเบื้องต้นของน้ำเสียจากโรงนมซึ่งจะไม่มีสารอันตรายเจือปน เมื่อนำมาตกตะกอนด้วยสารไคโตซานซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ทางชีวภาพที่สกัดได้จากธรรมชาติ กากตะกอนที่ได้ย่อมไม่มีสารอันตรายเจือปนเช่นกัน  จากการนำกากตะกอนซึ่งมีลักษณะเป็นเกล็ดละเอียดนี้ ไปวิเคราะห์คุณสมบัติเบื้องต้น พบว่าประกอบด้วย โปรตีน 1.45 % ไขมัน 1.59 % คาร์โบไฮเดรท 1.01 % พลังงาน 21.15 กิโลแคลอรี่ ซึ่งเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่นิยมนำมาผสมในอาหารสัตว์ อาทิเช่น มันเส้น พบว่ามีปริมาณโปรตีนใกล้เคียงกัน  จึงมีความเป็นไปได้ที่กากตะกอนจากการบำบัดน้ำเสียของโรงนมด้วยไคโตซาน สามารถนำมาเป็นส่วนผสมในอาหารสัตว์ และจะกลายเป็นผลพลอยได้ที่เป็นทางเลือกใหม่ของการใช้ประโยชน์และเพิ่มมูลค่าของเหลือทิ้งด้วยกระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

	ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. หัวหน้าโครงการ : รศ.ดร.พัฒนา อนุรักษ์พงศธร ภาควิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์   เรื่องโดย ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th
รศ.ดร.พัฒนา อนุรักษ์พงศธร