ชานอ้อย ชีวมวลชั้นดี

กากอ้อย (Bagasse) คือ ผลิตผลพลอยได้ ที่ได้จากกระบวนการหีบอ้อย กากอ้อยเป็นชีวมวลประเภทหนึ่งที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการเผาไหม้ คือ ให้ค่าความร้อนค่อนข้างสูง (เช่นเดียวกับแกลบ) และไม่มีส่วนผสมของโลหะอัลคาไลน์ (เช่น โซเดียม โปแตสเซียม เป็นต้น) ในปริมาณที่ก่อให้เกิดปัญหาเถ้าหลอมและตะกรันในระหว่างการเผาไหม้ ด้วยเหตุนี้ กากอ้อยที่เกิดขึ้นทั้งหมดจึงถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยผ่านกระบวนการเผาไหม้ในหม้อต้มไอน้ำ (Boiler) เพื่อผลิตไอน้ำและนำไอน้ำบางส่วนไปหมุนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า ส่วนขี้เถ้าสามารถนำไปใช้ประโยชน์ต่างๆได้ เช่น สามารถนำไปทำอิฐทนไฟหรือใช้ปรับปรุงสภาพดินเพื่อการเพาะปลูกได้อีกด้วย

ชานอ้อยเป็นเศษเหลือทิ้งจากกระบวนการหีบอ้อย โดยเมื่อวิเคราะห์ทางเคมี เส้นใยชานอ้อยแห้งประกอบด้วย อัลฟาเซลลูโลสประมาณ 45% เฮมิเซลลูโลส 27% ลิกนิน 21% อื่นๆ 7% อย่างไรก็ตามหากต้องการแยกให้ได้เส้นใยละเอียด สามารถทำการแยกโดยใช้สารละลายด่างความเข้มข้น 0.1% หรือ 1 N ซึ่งเมื่อแยกเส้นใยด้วยสารละลายด่างความเข้มข้นต่างกันจะได้ความละเอียดเฉลี่ยแตกต่างกันไปตั้งแต่ 35-49 tex ค่าการยืดตัวก่อนขาดเฉลี่ยที่ 3.24-4.20% โดยความละเอียดและการยืดตัวจะเพิ่มขึ้น แต่ความแข็งแรงของเส้นใยจะลดลงเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายด่างที่ใช้ เส้นใยมีค่าความแข็งแรงเฉลี่ย 11-22 cN/tex

เซลล์เส้นใยชานอ้อยมีลักษณะสั้นมาก ความยาวประมาณ 2-4 มิลลิเมตร ค่าความแข็งแรงเมื่อเทียบกับพืชเส้นใยอื่นค่อนข้างต่ำและไม่ค่อยมีความยืดหยุ่น และมีลักษณะหยาบไม่เหมาะสมต่อการนำไปผลิตสิ่งทอสำหรับสวมใส่ไม่เหมาะสมต่อการใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมสิ่งทอสำหรับสวมใส่โดยตรง ดังนั้น การใช้ประโยชน์จากเส้นใยชานอ้อยจึงเป็นการใช้ประโยชน์ในลักษณะของมัดเส้นใย (fiber bundle) สามารถนำไปผลิตผ้าไม่ทอ (nonwoven) ที่ใช้ในกลุ่มสิ่งทอเทคนิค เช่น สิ่งทอในยานยนต์ และสิ่งทอสำหรับงานก่อสร้าง (geotextile) โดยจากการทดสอบพบว่า ผลิตภัณฑ์สิ่งทอสำหรับงานก่อนสร้างจากชานอ้อยมีคุณสมบัติดีกว่าสิ่งทอจากใยมะพร้าวหรือเส้นใยธรรมชาติชนิดอื่นๆ ในด้านการต้านการลามไฟและป้องกันแสง

กากอ้อยหรือกากชานอ้อย (Bagasse) ที่เหลือจากกระบวนการหีบอ้อยในโรงงานน้ำตาล นำไปดัดแปลงใช้ประโยชน์ในหลายๆ ด้าน

1. สำหรับเกษตรกรบ้านๆ อย่างเรากากชานอ้อยสามารถนำมาทำเป็นส่วนผสมการทำปุ๋ยหมักได้และใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน โดยวิธีการทำก็ง่ายๆ ด้วยการหมักกับปุ๋ยคอกหรือแกลบดิบแล้วราดตามด้วยหัวเชื้อจุลินทรีย์ หรือเกษตรกรบางรายก็นำไปคลุกกับดินแล้วไถพรวนก่อนปลูกพืชเพื่อใช้เป็นอินทรีย์วัตถุปรับปรุงบำรุงดิน
2. กากชานอ้อยสามารถนำไปทำเชื้อเพลิงได้ โดยปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวงการอุสาหกรรมทั้งในรูปแบบกากปกติ อัดเม็ดและอัดก้อน
3. กากชานอ้อยสามารถนำไปผลิตเอทานอลได้ เนื่องจากกาน้ำตาลในปัจจุบันมีราคาสูงขึ้นมาก (ตันละ 3,000 3,500 บาท) ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเอทานอลสูงขึ้นมาก หากไม่ใช่โรงงานหีบอ้อยโดยตรงคงจะลำบากเรื่องต้นทุนการทำเอทานอลด้วยกากน้ำตาล ทำให้อุตสาหกรรมพลังงานหลายๆ ที่หันมาใช้กากอ้อยในการผลิตเอทานอลซึ่งต้นทุนถูกกว่ามาก
4. กากชานอ้อยสามารถนำมาผลิตเป็นกระดานไม้อัดได้และหลายๆ โรงงานเริ่มตั้งแผนกนี้ขึ้นมาเพื่อเพิ่มรายได้และควบคุมปริมาณของกากอ้อยที่เหลือจากกระบวนการผลิตซึ่งนับว่าได้ประโยชน์ 2 ต่อ
5. สามารถนำไปผลิตเยื่อกระดาษที่ใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษได้ ถึงแม้ว่าจะเห็นโรงงานกระดาษจากกากชานอ้อยในประเทศไทยไม่กี่โรงงาน เพราะโรงงานกระดาษส่วนใหญ่ใช้ไม้ยูคาฯ เป็นวัตถุดิบหลักแต่ในต่างประเทศนั้นเป็นที่นิยมกันอย่างมากโดยเฉพาะบลาซิล ซึ่งในอนาคตอันใกล้นี้อุตสาหรกรรมกระดาษจากกากชานอ้อยจะเป็นที่แพร่หลายมากขึ้น

แนวทางหนึ่งของการวิจัยเพื่อใช้ประโยชน์ จากชานอ้อยให้คุ้มค่าที่สุดก็คือ การมองในแง่ของแหล่งเซลลูโลส ซึ่งจากการวิจัยที่ผ่านมานั้น พบว่า ชานอ้อยเป็นวัตถุดิบที่น่าสนใจ สำหรับการผลิตเซลลูโลสคุณภาพสูง เนื่องจากมีราคาถูก และมีสมบัติทางเคมีที่ดี ปัจจุบันอุตสาหกรรมต่างๆ ได้นำเซลลูโลสไปใช้ประโยชน์เป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะการผลิตอนุพันธ์ของเซลลูโลส ซึ่งมีอยู่มากมายหลายชนิด และมีกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันออกไป ทั้งนี้คุณภาพของอนุพันธ์ ก็ขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัตถุดิบเป็นสำคัญ อนุพันธ์ชนิดหนึ่งของเซลลูโลส ที่มีการใช้ประโยชน์กันอย่างกว้างขวาง ในปัจจุบันก็คือ คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส หรือที่เรียกกันว่า ซีเอ็มซี (carboxymethylcellulose, CMC) ซึ่งจัดเป็นโพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ วิธีการสังเคราะห์ซีเอ็มซีทำได ้โดยการนำเซลลูโลส มาทำปฏิกิริยากับ โซเดียมไฮดรอกไซด์ และกรดโมโนคลอโรแอซีติก ผลิตภัณฑ์ซีเอ็มซีที่สังเคราะห์ ได้จากชานอ้อยมีสมบัติคือ เป็นสารที่เพิ่มความหนืด และช่วยในการยึดเกาะ ละลายได้ในน้ำ ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ ไม่เปลี่ยนแปลงความหนืด เมื่อทิ้งไว้นานๆ ทำหน้าที่เป็นตัวคงสภาพ สารแขวนลอยและสารยึดเกาะ ให้ฟิล์มที่ใสและแข็งแรง ไม่ละลายในน้ำมัน ไขมันและสารอินทรีย์ มีความคงทนต่อสารเคมี และเชื้อจุลินทรีย์สูงกว่าสารธรรมชาติ ไม่เปลี่ยนแปลงสมบัติแม้เก็บไว้เป็นเวลานาน และเป็นสารที่มีแคลอรีต่ำ

การผลิตปุ๋ยหมักชีวภาพจากกากอ้อย มีส่วนผสมที่สำคัญ ได้แก่ กากตะกอนอ้อยหรือเศษใบอ้อยจำนวน 1,000 กก. มูลสัตว์จำนวน 200 กก. สารเร่งซุปเปอร์ พด.1 ของกรมพัฒนาที่ดิน 1 ซอง ส่วนวิธีการกองปุ๋ยหมัก ขั้นตอนแรก นำเศษวัสดุที่จะใช้ทำปุ๋ยหมัก (กากตะกอนอ้อยหรือเศษใบอ้อย) มากองเป็นชั้นแรกขนาดกว้าง 2-3 เมตร สูงประมาณ 30-40 ซม. ย่ำให้แน่นและรดน้ำให้ชุ่ม ขั้นตอนที่สอง นำมูลสัตว์ประมาณ 50 กก. มาโรยบนชั้นของวัตถุดิบให้ทั่วแล้วรดน้ำให้ชุ่ม ขั้นตอนที่สาม นำสารเร่งซุปเปอร์ พด.1 ละลายน้ำ รดให้ทั่วกองและขั้นตอนสุดท้าย นำเศษวัสดุที่ใช้ทำปุ๋ยหมักมากองทับแล้วนำมูลสัตว์โรยทับให้ทั่วทั้งผิวหน้าเป็นอันเสร็จเรียบร้อย

การดูแลกองปุ๋ยหมัก ควรรดน้ำสม่ำเสมอไม่ให้กองปุ๋ยแห้งและแฉะจนเกินไป กลับกองปุ๋ยหมักประมาณ 7-10 วันต่อครั้ง เพื่อเป็นการระบายอากาศและลดความร้อนภายในกองปุ๋ย ทำให้การย่อยสลายเป็นไปด้วยดี ส่วนปุ๋ยหมักที่เสร็จและนำไปใช้ปรับปรุงดินได้ สีของเศษวัสดุจะมีสีน้ำตาลเข้มจนถึงสีดำ ลักษณะของวัสดุจะอ่อนนุ่มและเปื่อยยุ่ย ไม่มีกลิ่นเหม็นหรือกลิ่นฉุน ความร้อนภายในกองปุ๋ยจะใกล้เคียงกับอุณหภูมิภายนอก