ข้อมูลเกี่ยวกับโครงงงานของข้าพเจ้าเอง

ลำดับตอนที่ #6 : การใช้ประโยชน์ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ จากอ้อย

การใช้ประโยชน์ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ จากอ้อย

้HOME		ปรีชา สุริยพันธ์
		กรมวิชาการเกษตร

ชนิดของน้ำตาล

น้ำตาลที่ได้จากอ้อยแบ่งเป็นชนิดใหญ่ ๆ ได้ 2 ชนิด คือ 1) centrifugal และ 2) non-centrifugal ชนิดแรกเป็นน้ำตาลที่ถูกแยกเอาน้ำตาลโมลาส หรือที่ชาวโรงงานน้ำตาลชอบ เรียกว่า น้ำเหลือง ออกจากผลึกของน้ำตาล โดยวิธีอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (centrifugal) ส่วนน้ำตาลชนิดที่สอง เป็นน้ำตาลที่ไม่มีการแยกเอาน้ำตาลโมลาสออก นอกจากนี้อาจจะมีน้ำตาลชนิดที่ 3 ได้เรียกว่า เป็นน้ำตาลชนิดไซรับ (syrup) เราเรียกว่า ไซรับ เพราะมีลักษณะเป็นของเหลวข้น ไซรับเกิดจากโรงงานน้ำตาลขนาดเล็ก หีบเอาน้ำอ้อยมาทำให้ข้น แล้วส่งไปทำเป็นน้ำตาลดิบ หรือน้ำตาลทรายที่โรงงานน้ำตาลที่มีขนาดใหญ่กว่า เราสามารถจัดกลุ่มน้ำตาลได้ดังนี้คือ

Centrifugal sugar :	น้ำตาลดิบสามารถส่งไปทำเป็นน้ำตาลทรายขาว, ขาวพิเศษในโรงงานน้ำตาลใหญ่ต่อไปได้ น้ำตาลทรายแดง มีชื่อเรียกเป็นภาษาอังกฤษต่าง ๆ เช่น golden brown, yellow, washed grey, standard white, plantation white และ Khandsari
Non centrifugal sugar :	มีชื่อเรียกเป็นภาษาอังกฤษต่าง ๆ กัน เช่น Gur, jaggery, panela, desi ปกติผลิตในโรงงานน้ำตาลขนาดเล็ก (cottage industries) เพื่อใช้บริโภคในหมู่บ้าน ในกรณี ของน้ำตาล jaggery ชาวบ้านนำไปใช้เพื่อทำเมรัยด้วยการหมักต่อไปอีก
Liquid sugars :	ได้แก่ น้ำตาลชนิดข้น มีชื่อเรียกเป็นภาษา อังกฤษ เช่น fancy molasse edible syrup

นอกจากจะหีบอ้อย เอาน้ำอ้อยไปทำ น้ำตาลแล้ว ส่วนประกอบส่วนอื่น ๆ ของอ้อยที่เหลือ เช่น ชานอ้อย กากน้ำตาลหรือโมเลส (molasses) และขี้ผึ้ง ฯลฯ ก็สามารถนำไปดัดแปลงให้เป็นประโยชน์ทาง อื่นได้อีกด้วย

1. ชานอ้อย (bagasse)

หมายถึงเศษเหลือจากการหีบเอาน้ำ อ้อยออกจากท่อนอ้อยแล้ว เมื่อท่อนอ้อยผ่านลูกหีบชุดแรก อาจจะมี น้ำอ้อยตกค้างเหลืออยู่ยังหีบออกไม่หมด แต่พอผ่านลูกหีบชุดที่ 3-4 ก็จะมีน้ำอ้อย ตกค้างอยู่น้อยมาก หรือแทบจะไม่เหลือ อยู่เลย คือเหลือแต่เส้นใยล้วนๆ ผลพลอยได้อันดับต่อมา ได้แก่ ฟิลเตอร์มัด (filter mud) หรือบางแห่งก็เรียกฟิลเตอร์ เพรสเค็ก หรือฟิลเตอร์เค็ก หรือฟิลเตอร์มัด (filter-press cake, filter or filter muck) ซึ่งจะถูกแยกหรือกรองหรือ ทำให้น้ำอ้อยบริสุทธิ์โดยวิธีอื่นใดก็ตาม สิ่งสกปรกที่แยกออกมาก็คือ ฟิลเตอร์เค็ก ผลพลอยได้ อันดับสุดท้ายจากโรง งานน้ำตาลก็ได้แก่ กากน้ำตาล หรือโมลาส (molasses) ซึ่งมีลักษณะข้นเหนียว สีน้ำตาลแก่ ที่ไม่ สามารถจะสกัดเอาน้ำตาล ออกได้อีกโดยวิธีปกติ

ในอดีตใช้ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิงสำหรับ ต้มน้ำในหม้อน้ำให้เดือดแล้ว ใช้กำลังไอน้ำสำหรับเดินเครื่องจักรไอน้ำและสำหรับกำเนิดไฟฟ้าในระยะเวลาต่อ มา ชานอ้อยในยุคก่อน ๆ ยังมีน้ำตาลที่หีบ ออกไม่หมดหลงเหลืออยู่มาก และเป็นการสะดวกในการที่ป้อนชานอ้อยจากลูกหีบลูกสุดท้ายเข้าสู่เตาต้มน้ำ หรือ boiler ได้ทันที ถึงกระนั้นก็ตามชานอ้อยก็ยังคงเหลืออยู่อีกมาก เนื่องจากหม้อน้ำใช้ไม่หมดทำให้เกิดปัญหาในการกำจัด และทำลาย ให้หมดไปจากบริเวณโรงงานแม้ว่าบางโรงงานในแถบเวสต์อินดีสจะดัดแปลงไปใช้ กลั่นเหล้ารัมหรือแอลกอฮอล์บ้าง ชานอ้อยก็ ยังคงเหลืออยู่มากมาย

1.1 การใช้ประโยชน์ชานอ้อยในการอุตสาหกรรม

นักวิจัยได้พยายามคิดค้นหาวิธี นำชานอ้อยไปประดิษฐ์ใช้ให้เป็น ประโยชน์แก่มนุษย์ผลสุดท้ายก็ประสบความสำเร็จ โดยการนำไปอัดเป็นแผ่นคล้ายไม้อัด และใช้ทำเยื่อกระดาษตลอด จนพลาสติกและสารเฟอฟิวราล (furfural) เป็นที่ทราบกันดีว่ากระดาษอัดที่ทำจากชานอ้อย มีคุณสมบัติเก็บเสียงได้ดี และใช้ทำฝ้าเพดาน ตลอดจนใช้บุผนังห้องในบ้านหรือแม้แต่ในเรือและรถยนต์ ในบรรดาผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ จากชานอ้อย ต่างก็มีชื่อการค้าจดทะเบียนสิทธิ์ต่าง ๆ กัน เช่น ซีโลเท็กซ์ และเคเน็ก (Celotex and Canec) เป็นต้น แต่อย่างไรก็ตาม คุณลักษณะของเส้นใยหรือไฟเบอร์ที่ได้จากอ้อยก็ยังไม่เป็นที่ถูกใจของผู้ใช้ มากนัก หรือแม้แต่โรงงานทำเยื่อกระดาษ ห่อของก็ยังต้องการให้ชานอ้อยมีเส้นใยยาวกว่านี้

เมื่อมองในแง่ พลังงาน ซึ่งกำลังมีราคาแพงขึ้นในทุกวันนี้ ชานอ้อยแม้ว่าจะให้พลังงาน น้อยกว่าน้ำมันหรือถ่านหิน แต่ก็เป็นผลพลอยได้ที่โรงงานน้ำตาลไม่ต้องลงทุนซื้อหามาเหมือนน้ำมัน ปิโตรเลียม มีผู้คำนวณไว้ว่า ชานอ้อยหกตันที่มีความชื้นประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ มี ไฟเบอร์ประมาณ 46 เปอร์เซ็นต์ มีน้ำตาลเหลืออยู่ประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ จะมีความร้อนเทียบเท่ากับน้ำมันเตาหนึ่งตันทั้งนี้ ถ้าชานอ้อยยิ่งมีความชื้นน้อยมีเปอร์เซ็นต์ไฟเบอร์สูง และมีน้ำตาลซูโครสที่เหลืออยู่สูงก็จะให้ความร้อนสูงมากยิ่งขึ้น โดยวัดค่าความร้อนออกมาเป็น L.C.V. (lower calorific value) ซึ่งจะมีค่าอยู่ระหว่าง 2,800 ถึง 3,700 B.T.U. ต่อปอนด์

การทำเยื่อกระดาษจากชานอ้อยมี ประวัติมานาน และมีผู้จดทะเบียนสิทธิ์มาตั้งแต่ปี 1838 ต่อมาก็มีการผลิตกระ ดาษชนิดต่าง ๆ จากเยื่อกระดาษที่ได้จากชานอ้อย ในปี 1856 มีรายงานว่า มีผู้ประดิษฐ์กระดาษชนิดกระดาษหนังสือ พิมพ์ได้จากชานอ้อย จนกระทั่งปัจจุบันเทคโนโลยีในการผลิตเยื่อกระดาษจากชานอ้อยได้รุดหน้าไปไกล มาก ชานอ้อยที่จะ ถูกนำมาแยกสิ่งสกปรกและสิ่งที่ละลายปนมาตลอดจน pith ออกก่อนโดยวิธีทำให้เปียกแล้วทำให้แห้งทันที แล้วนำไป ผสมกับเยื่อกระดาษที่ได้จากไม้ไผ่และเยื่อกระดาษจากกระดาษเก่าๆ (cellulosic material) อีกวิธีหนึ่งในการแยก pith ออก ก็โดยวิธีที่เรียกว่า ไฮดราพัลเพอร์ (hydrapulper) คือการใช้น้ำล้างอย่างแรงและชะให้ pith แยกออกโดยผ่านตะแกรง หมุนแล้วทำให้แห้ง

ในแง่ของการทำเยื่อกระดาษ เส้นใยของวัตถุดิบที่นำมาทำเยื่อนับ ว่ามีความสำคัญที่สุด อันดับต่อไปก็คืออัตราส่วนสัมพันธ์ระหว่างความยาวของเส้นใย ต่อเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นใย นับเป็นความสำคัญถัดไป Barnes (1964) ได้แยกอัตราส่วนดังกล่าวของพืชต่าง ๆ เทียบกับอ้อยไว้ดังนี้

ตารางที่ 1 แสดงความยาวของเส้นใยวัสดุต่าง ๆ ที่ใช้ทำเยื่อกระดาษเปรียบเทียบกับ อ้อย

เส้นใย	ความยาว (มม.)	เส้นผ่าศูนย์กลาง (เฉลี่ย มม.)	อัตราส่วนของ ความยาวกับเส้นผ่าศูนย์กลาง	ความยากง่ายในการทำเยื่อ*
เส้นใยเอสปาร์โต (esparto)	1.10 - 1.50	0.009 - 0.013	110 - 120 : 1	1
ลำต้นของกก (reed)	1.00 - 1.80	0.008 - 0.020	80 - 120 : 1	2
อ้อย	1.70	0.02	85 : 1	2
ไม้ไผ่	2.70	0.014	200 : 1	4
สน	2.70 - 3.60	0.032 - 0.043	57 - 90 : 1	4

* 1 = ง่าย , 4 = ยาก

ส่วนประกอบ ทางเคมีของชานอ้อยคล้ายกับของไม้เนื้อแข็ง (ไม้เนื้อแข็ง ในแง่การทำเยื่อกระดาษ) ส่วนประกอบดังกล่าวปรวนแปรไปตามชนิดพันธุ์ อายุและสภาพที่อ้อยเติบโตขึ้นมา ชานอ้อยมีลิกนิน (lignin) น้อยกว่าไม้ยืนต้น มีสารเพนโตแซน (pentosan) มากกว่าไม้สนไม้สปรูซ (spruce) และไม้ยืนต้น อื่น ๆ บางชนิด ส่วนประกอบเซลลูโลส ชนิด Cross และ Bevan ของอ้อยมีลักษณะคล้ายกับไม้ที่ใช้ทำกระดาษชนิดอื่น ๆ ขี้เถ้าของอ้อยมีส่วนประกอบผิดแผกจากไม้ชนิดอื่น คือมี ซิลิกา (silica) สูงมาก และมีโพแทสกับแคลเซียมต่ำ เส้นใยอ้อยยก เว้น pith เหมาะสมที่จะนำมาทำเยื่อกระดาษมาก คือ จัดเป็นเยื่อชนิดดี และฟอกสีได้ง่าย ข้อเสีย คือ จำเป็นจะต้องแยก pith ออกก่อนทำเยื่อและ pith ที่แยกออกมาสามารถนำไปสังเคราะห์ทำอาหารสัตว์ได้โดยผสมกับกากน้ำตาล หรือสามารถ ใช้ทำส่วนประกอบของวัตถุระเบิดได้

การทำเยื่อกระดาษก็เพื่อที่จะละลายส่วนที่เป็นลิกนินและเฮมิเซลลูโลส (hemicellulose) ออกจากชานอ้อย ลิกนินเป็นส่วน หนึ่งซึ่งยึดเส้นใยของชานอ้อยให้ติดกัน ทำให้ไม่สามารถทำให้ได้กระดาษแผ่นบาง ๆ ได้ ส่วนเฮมิเซลลูโลสถ้ามีอยู่เกิน 20% จะทำให้กระดาษที่ได้ขาดง่ายเกินไป ไม่เหนียวและหยุ่นตัว

ก่อนทำเยื่อกระดาษ จะต้องนำชานอ้อยมาล้าง และแยกส่วนที่เรียกว่า “พิท” (pith) ออกก่อน เยื่อที่เหลืออยู่จะถูกนำ ไปย่อย หรือผสมกับส่วนผสมหนึ่ง หรือมากกว่าตามสูตร ซึ่งมักจะปิดบังไม่เปิดเผย เสร็จแล้วนำไปผ่านความร้อน 10 - 12 นาที สิ่งที่ได้เรียกว่า เยื่อกระดาษ ต่อมาเยื่อกระดาษจะถูกนำไปทำให้ขาวโดยการฟอกด้วยนม หรือสารเคมี แล้วแต่ว่าจะนำ เยื่อกระดาษนั้นไปใช้ทำอะไร

1.2 เฟอฟูราล (Furfural)

เฟอ ฟูราล ซึ่งเป็นสารประกอบที่สกัด ได้จากชานอ้อย มีชื่ออื่นอีก คือ ฟูรอล, เฟอฟูรอล, เฟอฟูราลดีไฮด์ (furol, furfurol, furfuraldehyde) เป็นสารเคมีที่ไม่มีสี ไม่ติดไฟมีกลิ่นหอมและระเหยได้ง่าย เมื่อถูกแสงสว่างหรืออากาศจะเปลี่ยนเป็นสีแดงน้ำตาล เฟอฟูราล ใช้ในอุตสาหกรรม กลั่นไม้และน้ำมันหล่อลื่น หรือใช้เป็นส่วนผสมของกาว หรือตัวการที่ทำให้พลาสติกแข็งตัว นอกจากนี้เฟอฟูราลยังเป็นตัว ละลายชนิดเดียวของสารบูตาดีน (butadiene) ในอุตสาหกรรมผลิตยางสังเคราะห์ และใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม ส่วน มากในปัจจุบันใช้เป็นวัตถุประกอบสำคัญในการผลิต “ไนลอน 5-6” วัตถุดิบอื่นที่นำมาใช้ผลิตเฟอฟูราลได้อีก ได้แก่ ซังข้าว โพด เปลือกข้าวโอ๊ต เมล็ดฝ้าย แกลบ และชานอ้อย ซึ่งวัตถุดิบต่าง ๆ เหล่านี้ต่างก็มีเพนโตแซนและเซลลูโลส ซึ่งเมื่อถูกนำมา ย่อยด้วยกรดซัลฟูริกเจือจาง ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงถึง 153 องศาเซลเซียส ก็จะได้สารเฟอฟูราลบริสุทธิ์ 98-99 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับหม้อน้ำ และใช้ทำเป็นปุ๋ยอินทรีย์ก็ได้

ส่วนประกอบเพนโตแซนในชานอ้อยมีอยู่ประมาณ 24 ถึง 32 เปอร์เซ็นต์ และใน pith จะมีอยู่ประมาณ 27.5 ถึง 33 เปอร์เซ็นต์ ปัจจุบันนี้ประเทศสาธารณรัฐโดมินิกันเป็นผู้ผลิตสารเฟอฟูราลได้มากที่สุด คือประมาณ ปีละ 30 ล้านปอนด์

1.3 แอลฟา-เซลลูโลส (µ-cellulose)

เป็น สารที่ควรจะเรียกได้ว่าเป็นสารขั้นต้นของเยื่อกระดาษซึ่งได้กล่าวถึงแล้ว วิธีการสกัดสารนี้ ใช้วิธีของ de la Roza (1946) ซึ่งได้จดทะเบียนสิทธิ์เอาไว้ ผลผลิตตามวิธีนี้จะได้เยื่อกระดาษแอลฟาเซลลูโลส จากการกลืนย่อยโดยใช้กรด และด่างถึงประมาณ 98 เปอร์เซ็นต์

อีกวิธีหนึ่งที่ ใช้สกัดแอลฟาเซลลูโลส เป็นวิธีของ Lynch และ Aronowsky โดยการย่อย ด้วยกรดไนตริค ที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส เสร็จแล้วล้างและทำให้สะเด็ดน้ำ แล้วย่อยต่อด้วยโซดาไฟ

สารแอลฟาเซลลูโลส นี้ นำไปผลิตสิ่งต่าง ๆ ได้อีก เช่น เซลโลเฟน เรยอง พลาสติก วิสโคส (viscose) เซลลูโลสอาซีเตท ไนโตรเซลลูโลส ซึ่งเป็นสารที่ใช้ทำวัตถุระเบิด เป็นต้น

1.4 พลาสติก (plastics)

พลาสติก มีกรรมวิธีผลิตได้หลายวิธี วิธีหนึ่งก็คือ การใช้ชานอ้อยที่บริสุทธิ์ปราศจาก pith ปั่นให้เป็นผง ใช้เป็นฟิล เลอร์ (filler) ของพลาสติก อีกวิธีหนึ่งก็คือ การใช้ลิกนิน (lignin) บริสุทธิ์เป็นเนื้อพลาสติก เรียกว่าพลาสติกแท้ ชานอ้อย เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับทำพลาสติกมาก เนื่องจากหาได้ง่าย ราคาถูกและมีส่วนประกอบทางเคมีเหมาะสมมาก ชานอ้อยมีส่วน ประกอบของลิกนิน 13 ถึง 22 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับสารพลาสติไซส์ วัสดุอื่นที่ได้จากชานอ้อยในการแยกชานอ้อย เพื่อทำพลาสติก ได้แก่สารอนิลินฟินอล และเฟอฟิวราล ซึ่งแยกโดยการไฮโดรไลซ์เพนโตแซนในชานอ้อย

กรรมวิธี อีกแบบหนึ่ง ได้แก่ การย่อยชานอ้อยด้วยกรดซัลฟูริกเจือจางหรือย่อยด้วยน้ำผสมกับ อนิลิน สารเฮมิเซลลูโลสจะถูกละลายออกมา ซึ่งจะทำให้ ส่วนประกอบที่เป็นลิกนินมีมากขึ้น หลังจากนั้นก็ใช้สารละลายชะล้างสิ่งที่ละลายได้ออกไป นำไปทำให้แห้งและบดเป็นผงนำไป ผสมหรือเข้าแบบหล่อร่วมกับสารพลาสติไซส์ จะได้สารชนิดหนึ่งที่มีประกายแข็งสีดำและไม่ละลายน้ำและเป็นฉนวนไฟฟ้า สารที่ได้นี้สามารถนำไปผ่านกรรมวิธีได้สารเรซินที่เรียกว่า “โนโวแลค” (Novolak) ซึ่งเป็นสิทธิจดทะเบียนของบริษัท ล็อค พอร์ดแห่งหลุยเซียนา

1.5 โปรดิวเซอร์แก๊ส (Producer gas)

ได้ มีผู้ค้นพบว่าชานอ้อยสามารถผลิตโปรดิวเซอร์แก๊สได้ ซึ่งเป็นสารที่ให้พลังงานเผาไหม้ชานอ้อยที่มีความชื้น 30-50 เปอร์เซ็นต์ สามารถนำมาผลิตแก็สที่มีค่าพลังงานดังต่อไปนี้

ส่วนประกอบเป็นเปอร์เซ็นต์ Calorific value

CO₂ 11.2 666 BTU/lb

CO 17.0 1,200 Cal/kg

CH₄ 6.2 120 BTU/cu ft.

Hydrogen 5.9

Oxygen 0.3

Nitrogen 59.4

เมื่อต้องการใช้จะต้องให้อากาศ 1 cu.ft ทำปฏิกิริยากับแก๊สนี้ปริมาตรเท่ากัน อัตราการสิ้น เปลืองชานอ้อยต่อหนึ่งแรงม้า/ชั่วโมง มีน้ำหนัก 0.9 ถึง 1.8 กิโลกรัม ถ้าเผาชานอ้อยได้ความร้อนเท่ากับ 100 เปรียบเทียบกับ โปรดิวเซอร์แก๊สน้ำหนักเท่ากันจะให้ความร้อนในการผลิตไอน้ำเท่ากับ 1.8 (เครื่องจักรชนิด non-condensing) และจะได้ ความร้อน 252 Btu จากเครื่องจักรชนิด condensing engine

1.6 การทำไม้อัดชนิด Medium density fiber particle board (MDFB)

โรงงานน้ำตาลส่วนมากจะใช้ชานอ้อยเพื่อเป็นเชื้อเพลิงต้มหม้อน้ำ เพื่อใช้ไอน้ำในการทำน้ำตาลและปั่นกระแส ไฟฟ้าในโรงงาน ทุกปีจะมีชานอ้อยเหลืออยู่มากมายเป็นภาระแก่โรงงาน ปัจจุบันมีโรงงานน้ำตาลในประเทศไทยอย่างน้อย สองโรงงานที่ใช้ชานอ้อยเพื่อผลิตกระดานไม้อัดชนิดความหนาแน่นปานกลาง (MDFB) การผลิตไม้อัดดังกล่าวถือเป็นความ ลับ ของโรงงานซึ่งไม่เปิดเผยแก่สาธารณชน

กรรมวิธี การทำไม้อัด เริ่มจากล้างทำความสะอาดชานอ้อยให้สะอาดปราศจากน้ำตาลโดยการใช้น้ำร้อนหรือ ไอน้ำ ในถังล้างซึ่งหมุนรอบตัวเอง เมื่อสะอาดแล้วชานอ้อยจะถูกส่งเข้าเครื่องทำไม้อัด โดยการผสมกับ resin แล้วอัดลงในกรอบ แผ่นไม้อัดที่ผ่านเครื่องออกมาจะยังคงอ่อนตัวและยังชื้นอยู่ ดังนั้นแผ่นไม้อัดจะถูกส่งเข้าสู่เครื่องรีดอัด เพื่อรีดน้ำออกและ ทำให้แห้งให้มากที่สุดเท่าที่จะสามารถทำได้ หลังจากนั้นก็นำมาตัดและอบให้แห้ง ไม้อัดที่ได้จะไม่บิดเบี้ยวและทาสีได้ไม่ดูดสี ไม้อัดที่ได้จะสามารถทำให้ทนต่อการทำลายของแมลง เชื้อรา หรือทนต่อฝนหรือน้ำค้างก็สามารถทำได้โดยการอาบน้ำยา ไม้อัด ดังกล่าวมักจะทำให้มีขนาด 153 x 350 ซม. มีความหนา 4 ถึง 40 มม. เพื่อให้เหมาะสมแก่ความต้องการของตลาด (Langreney, F and Hugot, 1969)

2. กากน้ำตาล (Molasses)

เป็น ของเหลวสีดำที่เหนียวข้น ซึ่งไม่สามารถจะตกผลึกน้ำตาลได้อีกด้วยเครื่องจักรของโรงงานน้ำตาลธรรมดา กากน้ำตาลเป็นเนื้อของสิ่งที่มิใช่น้ำตาลที่ละลายปนอยู่ในน้ำอ้อย ซึ่งประกอบไปด้วยน้ำตาลซูโครส น้ำตาลอินเวอร์ท (invert sugar) และสารเคมีเช่น ปูนขาว ซึ่งใช้ในการตกตะกอนให้น้ำอ้อยใส ส่วนประกอบของกากน้ำตาลจะปรวนแปรไม่แน่นอน แล้วแต่ว่าได้มาจากอ้อยพันธุ์ไหนและผ่านกรรมวิธีอย่างไร แต่มักจะหนีไม่พ้นน้ำตาลซูโครส น้ำตาลอินเวอร์ทกับน้ำ

ปัจจุบันนี้ โรงงานน้ำตาลทันสมัยมีความสามารถในการสกัดน้ำตาลออกจากกากน้ำตาลได้เกลี้ยง ที่สุด แต่ก็ไม่หมด เสียทีเดียว เพราะถ้าสกัดให้ออกหมดจริงจะสิ้นค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้นจึงมีน้ำตาลซูโครสบางส่วนที่สูญเสียไปกับกากน้ำตาล ซึ่งมักจะสูญเสียไปมากที่สุดกว่าที่สูญเสียไปทางอื่น โดยทั่วๆ ไปจะมีซูโครสปนอยู่ในกากน้ำตาลเฉลี่ย 7.5 เปอร์เซ็นต์

2.1 ส่วนประกอบของกากน้ำตาล

ต่อไปนี้ คือ ส่วนประกอบของกากน้ำตาล 32 ตัวอย่าง ที่ได้จากโรงงานน้ำตาลในอาฟริกาใต้ ในปี 1957 จากโรงงาน 17 แห่ง

เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

น้ำ 20.65

ซูโครส 36.60

รีดิวซิงชูการ์ 13.00

น้ำตาลที่ใช้หมักเชื้อได้ทั้งหมด 50.50

เถ้าของซัลเฟต 15.10

ยางและแป้ง (gum & starch) 3.01

แป้ง 0.42

ขี้ผึ้ง 0.38

ไนโตรเจนทั้งหมด 0.95

ซิลิกา ในรูป SO₂ 0.46

ฟอสเฟตในรูป P₂ O₅ 0.12

โพแทสในรูป K₂ O 4.19

แคลเซียมในรูป CaO 1.35

แมกนีเซียมในรูป Mg O 1.12

สิ่งสำคัญที่เป็นส่วนประกอบของกากน้ำตาลก็ คือ น้ำตาลที่ใช้หมักเชื้อได้ทั้งหมดซึ่งมีอยู่ประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก กากน้ำตาลจากบางโรงงานมีส่วนประกอบนี้ ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ ซึ่ง 2 ใน 3 เป็นน้ำตาลชนิดอินเวอร์ท

2.2 ประโยชน์ของกากน้ำตาล

อุตสาหกรรม การผลิตเหล้าและแอลกอฮอล์ เป็นแหล่งใหญ่ที่ต้องการกากน้ำตาลเป็นวัตถุดิบ สำคัญในอุตสาหกรรม ผลิตน้ำตาลและแอลกอฮอล์ ผลผลิตที่ได้จากการหมักกากน้ำตาลได้แก่เอทิลแอลกอฮอล์ บิวธิลแอลกอฮอล์ อาซีโตน กรดซิตริก กลีเซอรอล (glycerol) และยีสต์ เอทิลแอลกอฮอล์ใช้ทำกรด อาซีติค เอธีลอีเธอร์ ฯลฯ สารประกอบอื่นที่ ได้จากการหมักกากน้ำตาล ได้แก่ เอธิลอาซีเตท บิวธิลอา-ซีเตท อามีลอาซีเตท น้ำส้มสายชู และคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง ในอดีตชาวเกาะเวสต์อินดีส ผลิตเหล้ารัมจากกากน้ำตาล นอกจากนั้นถ้านำกากน้ำตาลที่ทำให้ บริสุทธิ์ไปหมักและกลั่นจะได้ เหล้ายิน (gin) ส่าเหล้าหรือยีสต์ที่ตายแล้ว เป็นผลพลอยได้ซึ่งนำไปทำอาหารสัตว์ นอกจากนี้กากน้ำตาลยังใช้ทำยีสต์สำ หรับทำขนมปังและเหล้าได้ด้วย ยีสต์บางชนิดที่ให้โปรตีนสูงคือ Torulopsis utilis ก็สามารถเลี้ยงขึ้นมาได้จาก กากน้ำตาล กากน้ำตาลสามารถนำมาทำกรดเป็นแลคติคได้ แม้ว่าจะทำได้น้อยมาก

ในอดีตชาวปศุสัตว์ ใช้กากน้ำตาลผสมลงในอาหารสัตว์ แต่ก็มีขีดจำกัด กล่าวคือ วัวตัวหนึ่งไม่ควรรับกากน้ำตาล เข้าไปเกิน 1.5 ปอนด์ สัตว์ชอบกินกากน้ำตาลคลุกกับหญ้าเพราะช่วยทำให้รสชาติดี รวมทั้งการใส่กากน้ำตาลในไซเลจ (silage) อีกด้วย

มีผู้วิจัยทดลองใส่แอมโมเนียลงใน กากน้ำตาล พบว่า สามารถผลิตโปรตีนได้และสัตว์สามารถกินกากน้ำตาล นี้เข้าไปและทำให้สร้างโปรตีนขึ้นในร่างกายสัตว์ได้ จึงเป็นสิ่งที่ประหลาดที่กากน้ำตาลเป็นสารคาร์โบไฮเดรต สามารถถูกสัตว์ เปลี่ยนไปเป็นโปรตีน ได้ผลดี

ส่วน ประกอบสำคัญของน้ำอ้อยอีกชนิดหนึ่งก็คือ กรดอโคนิติค ซึ่งจะผสมรวมอยู่ในกากน้ำตาล ซึ่งเราสามารถแยก ได้โดยการตกตะกอนด้วยเกลือแคลเซียม กรดอโคนิติคนี้มีความสำคัญในการผลิตยางสังเคราะห์ พลาสติก เรซิน และสาร ชักเงา

ประโยชน์ สุดท้ายของกากน้ำตาลก็คือ การใช้ทำปุ๋ยหรือปรับคุณภาพดิน กากน้ำตาลมีส่วนประกอบของโพแทสเซียม อินทรีย์วัตถุ และธาตุรองอื่น ๆ อีกมาก นอกจากนั้นยังเหมาะสำหรับปรับสภาพดินทราย หรือดินเลวที่ไม่มีการเกาะตัว เนื่องจากขาดอินทรีย์วัตถุอีกด้วย ประโยชน์สุดท้ายใช้ผสมกับชานอ้อยสำหรับทำถ่านใช้ในครัวเรือน

3. ผลิตผลที่ได้จากการหมัก

3.1 เหล้ารัม

น้ำ เหล้าที่ได้จากการกลั่นเมรัยของน้ำอ้อย หรือกากน้ำตาล เราเรียกว่า เหล้ารัม เหล้ารัมดูเหมือนจะเป็น เครื่องหมายการค้าของอุตสาหกรรมน้ำตาลในแถบทะเลแคริบเบียน ในสมัยโบราณมนุษย์รู้ว่าน้ำอ้อยถ้าเอาไปหมักจะทำให้ได้ เมรัยชนิดหนึ่ง แต่กำเนิดของเหล้ารัมนั้นเพิ่งจะเริ่มเอาเมื่ออุตสาหกรรมน้ำตาลรุ่งเรือง ขึ้นมา ในหมู่เกาะเวสต์อินดีสในคริตส์ ศตวรรษที่ 17 นี่เองในสมัยที่น้ำตาลจากอ้อยพ่ายแพ้น้ำตาลจากหัวผักกาดหวาน บรรดาโรงงานน้ำตาลสามารถดำรงอยู่ได้ก็ โดยการผลิตเหล้ารัมออกมาจำหน่าย ดังจะเห็นได้ว่าด้านหนึ่งของโรงงานน้ำตาลมักจะมีถังหมักเหล้า โรงกลั่น และโรงเก็บเหล้า อยู่ใกล้ ๆ จนแทบจะเรียกได้เป็นสัญญลักษณ์ของโรงน้ำตาลเลยทีเดียว

ลักษณะการผลิตเหล้ารัมในอดีตนั้น อาศัยความชำนาญของผู้ผลิตเป็นเกณฑ์ ไม่มีการใช้เทคโนโลยีทางวิทยาศาสตร์ หรือเคมีเข้าไปช่วยแต่อย่างใด ความสามารถส่วนตัวของผู้ผลิตก็ไม่เคยเผยแพร่ให้ผู้ใดรู้นอกจากลูกหลานผู้สืบ สกุลเท่านั้น แม้แต่ลูกจ้างแรงงานที่เข้ามารับจ้างทำงานถือเสมือนว่ามาขอรับการถ่ายทอด วิชาจากผู้ผลิต จึงได้รับค่าจ้างแต่เพียงครึ่ง ๆ กลาง ๆ เท่านั้น เล่ากันว่าผู้ผลิตเหล้ารัมบางยี่ห้อเมื่อหมักเหล้าได้ที่แล้ว ต้องการหยุดปฏิกริยาของเชื้อยีสต์ก็จะโยนเนื้อ สักก้อนหนึ่ง หรือซากสัตว์ตายสักตัวหนึ่งลงไปในถังหมักเพื่อให้ได้รสชาติที่เป็นลักษณะ เฉพาะตัวของเหล้ารัมยี่ห้อนั้น ๆ ดังนั้นเหล้ารัมแต่ละยี่ห้อจึงมีรสชาติเฉพาะตัว ไม่มีการเลียนแบบกันได้ บางเจ้าของก็มักจะอ้างว่าที่เหล้ารัมของเขา มีรสชาติ อร่อยก็เพราะเนื้อดินที่ปลูกอ้อยเอามาทำรัมนั้น ไม่เหมือนใครผู้ผลิตเหล้ารัมแต่ละเจ้าของก็พยายามรักษา คุณสมบัติรสชาติ เหล้ารัมของตนเองไว้ จวบจนถึงยุคน้ำตาลซบเซาเจ้าของที่ดินรายย่อยจำเป็นต้องมารวมกันเพื่อสร้าง โรงงานน้ำตาลกลางขึ้น จึงทำให้เจ้าของที่ดินรายย่อยหลายเจ้าของมารวมตัวกันเป็นบริษัทเดียว แต่มีเหล้ารัมหลายยี่ห้อทั้งนี้ เพราะผู้ผลิตเหล้ารัม แต่ละเจ้าของต่างก็พยายามรักษาสูตรของตัวไว้เป็นความลับถึงแม้เหตุการณ์ผ่าน มานานเป็นศตวรรษ แต่เหล้ารัมยี่ห้อเก่าก็ ยังคงรักษารสชาติและกลิ่นของตัวเองตลอดมา

เหล้ารัมที่ผลิตจากหมู่เกาะเวสต์อินดิส มักจะมีลักษณะเฉพาะตัว มีกลิ่นและรสชาติพิเศษ ทั้งนี้ อาจจะเป็นเพราะ เหล้าเหล่านี้ ถูกหมักในถังหมัก ที่ไม่มีการถ่ายเท (pot stills) ทำให้สารบางชนิดที่ประกอบอยู่ในน้ำอ้อย หรือกากน้ำตาลถูก เชื้อยีสต์เข้าย่อยจนครบถ้วนขบวนการทำให้ได้สารเอสเทอร์ของเอธิลและบิวธิล อาซีเตท ซึ่งเรียกเป็นภาษาตลาดว่า “อีเทอร์” ในเหล้ารัมที่จัดว่าเป็นพวก “หนัก” จะมีอีเทอร์มากกว่ารัมที่เป็นพวก “เบา” ในเหล้ารัมเราจะพบกรดอินทรีย์ อัลดีไฮด์ (โดย เฉพาะอาซีตัลดีไฮด์) น้ำมันฟูเซล (fusel oil) และเฟอฟิวราลเหล้ารัมจากจาไมกามีกลิ่นหอมพิเศษ เนื่องมาจากสารประกอบ ในน้ำอ้อยบางชนิดถูกสร้างขึ้นโดยบักเตรีชนิดอาซีติค, แลกติก และบิวทีริค ในอดีตคอเหล้ารัมนิยมเหล้ารัม ชนิดหนักมาก กว่าแต่เนื่องจากมันมีกลิ่นติดริมฝีปากอยู่นาน ปัจจุบันคนจึงไม่ค่อยนิยมหันมานิยมชนิด “เบา” มากกว่าซึ่งชนิด “เบา” นี้ใช้ หมักและกลั่นในถังแบบคอลัมน์ และมีลักษณะคล้ายวิสกี้และยินมากกว่าถังหมักชนิดถ่ายเทได้ (continuous stills) ทำให้ สามารถแยกกลิ่นที่ไม่ต้องการออกไปได้ทำให้เหล้ารัมในปัจจุบันนี้มีกลิ่นและ รสชาติไม่เป็นที่น่ารังเกียจของสังคม

เมื่อกลั่นออกมาใหม่ ๆ เหล้ารัมจะมีความแรง 40 ถึง 60 ดีกรี ไม่มีสี แต่มีกลิ่นเฉพาะตัวเหมือนเหล้ารัม เมื่อจะส่งสู่ตลาดจึง ผสมคาราเมลลงไปเพื่อทำให้มีสีน่าดื่ม ผู้ผลิตจะเก็บรัมไว้เพื่อให้ได้อายุ และผสมกลิ่นสีให้ถูกใจผู้ซื้อเมื่อได้อายุตามที่ต้องการ

การ ผลิตเหล้ารัมมีขบวนการคล้ายกับการผลิตแอลกอฮอล์มาก เพียงแต่ว่ากากน้ำตาลที่นำมาผลิตแอลกอฮอล์นั้น ไม่มีการทำให้สะอาดเสียก่อน และยีสต์ที่ใช้ใส่ลงไปก็ไม่บริสุทธิ์ ยีสต์ที่ใช้ก็คือ Saccha-romyces cerevisiae ซึ่งมีอยู่มากมายหลายสเตรน (Strain) และมักจะมีอยู่แล้วในน้ำอ้อยหรือติดอยู่ตามถังหมัก กากน้ำตาล 2 ถึง 3 แกลลอนจะ ผลิตปรูฟรัม (proof rum) ได้ 1 แกลลอน การเปลี่ยนแปลง น้ำตาลจะเกิดขึ้นสมบูรณ์มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์และจาก ปรูฟรัมนี้ จะกลั่นแอลกอฮอล์ได้ 40-60 เปอร์เซ็นต์

จนกระทั่งประมาณ ปี 1950 การนำเอาเทคโนโลยีมาใช้ในการผลิตรัม ยังมีอยู่น้อยมาก ดังนั้น ประสิทธิภาพจึงต่ำ ผู้ผลิตก็ไม่ ติดใจที่จะปรับปรุงวิธีการให้ดีขึ้น เพราะวัตถุดิบมีต้นทุนต่ำ ต่อมาจึงได้มีความต้องการเหล้ารัมชนิด “เบา” มากขึ้น จึงมีการไหว ตัวตามตลาด โดยปรับปรุงการทำให้กากน้ำตาลบริสุทธิ์มากขึ้น การคัดพันธุ์ยีสต์ที่ใช้ เหล่านี้ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตดีขึ้น

3.2 อุตสาหกรรมแอลกอฮอล์

ประเทศที่ผลิตน้ำตาลมาแต่ดั้งเดิมส่วนมากรู้จักทำแอลกอฮอล์จากกากน้ำตาล ประเทศเกิดใหม่บางประเทศ แม้จะไม่ปลูกอ้อยก็พยายามนำเข้ากากน้ำตาลจากประเทศอื่น เพื่อนำไปผลิตแอลกอฮอล์ใช้ภายในประเทศ ปัจจุบันเทคนิค ในการผลิตแอลกอฮอล์ นับว่าได้ประสิทธิภาพสูงมากตรงตามทฤษฎี ประเทศอาเยนตินาและไต้หวันรู้จักใช้แอลกอฮอล์ จากอ้อยสำหรับเติมรถแทรกเตอร์ และกำเนิดไฟฟ้ามานานหลายสิบปี ขบวนการผลิตแอลกอฮอล์จากกากน้ำตาลที่ เรียกว่า azeotropic process เป็นการผลิตแอลกอฮอล์แอนไฮดรัส (anhydrous alcohol) ใช้ผสมกับน้ำมันเบนซินในท่อไอดีรถยนต์ หรือรถแทรกเตอร์ เนื่องจากแอลกอฮอล์แบบนี้ผสมกับเบนซินในอัตราส่วน 20-30 % ได้ ผิดกับแอลกอฮอล์ชนิดที่ใช้ทำเหล้า (rectified spirit) นักวิทยาศาสตร์ของกรมโรงงาน กระทรวงอุตสาหกรรมได้ทดลองเมื่อเร็ว ๆ นี้ พบว่า แอลกอฮอล์ผสม กับเบนซินอัตรา 14-25 เปอร์เซ็นต์ทำให้เครื่องยนต์ของรถยนต์เดินได้ดี เรื่องการผลิตแอลกอฮอล์จากอ้อยนี้ เป็นเรื่องที่ กำลังสนใจกัน โรงงานแอลกอฮอล์ของกรมสรรพสามิต จังหวัดพระนครศรีอยุธยาดำเนินการผลิตแอลกอฮอล์ จากกากน้ำ ตาลมาเป็นเวลานานกากน้ำตาล invert sugar ประมาณ 50% จะผลิตแอลกอฮอล์ได้ 4 : 1 ต้นทุนการผลิตประมาณลิตรละ 6 บาท ทั้งนี้ โดยการสนทนากับคุณอบ นาคอ่วม ผู้จัดการโรงงาน (พ.ศ. 2525)

3.3 ส่าเหล้า (Dunder or distillery slops)

เป็น เศษเหลือที่ได้จากการทำเหล้ารัม เศษเหลือนี้เป็นปัญหาสำหรับโรงเหล้าในการกำจัดทิ้ง แต่ส่าเหล้านี้มีโพแทส เหลือปะปนอยู่ด้วยจำนวนมาก โรงเหล้าจึงใช้ส่าเหล้านี้ใส่ลงในไร่อ้อย หรือถ้าหากนำส่าเหล้านี้ไปเผา จนเป็นขี้เถ้าจะมีส่วน ประกอบของโพแทสอยู่ถึง 37.5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งใช้เป็นปุ๋ยโพแทสได้ดี

3.4 อาซีโตนและบิวตานอล (acetone and butanol)

นอก จากจะใช้ผลิตเหล้ารัมและแอลกอฮอล์แล้ว กากน้ำตาลยังใช้ผลิตอาซีโตนและบิวตานอล (acetone and butylalcohol) ได้อีกด้วย ทั้งนี้ แทนที่จะใช้เชื้อยีสต์เป็นตัวหมักก็ใช้บักเตรีแทน แม้ว่ามนุษย์สามารถผลิตอาซีโตน และ บิวตานอลได้โดยวิธีอื่น แต่วิธีการหมักนี้ก็ยังคงใช้กันอยู่บักเตรีที่ใช้คือเชื้อ Clostridia ซึ่ง จะย่อยน้ำตาลซูโครส ในกากน้ำตาลที่ผ่านการฆ่าเชื้อมาก่อน (sterilized) ขบวนการเต็มไปด้วยขั้นตอนที่ละเอียดอ่อนและสะอาดสะอ้าน เครื่องมือ เครื่องใช้จะต้องนึ่งฆ่าเชื้อเสียก่อน การหมักใช้เวลา 36-48 ชั่วโมง ซึ่งจะเกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจนเกิดขึ้น ถัดจากนั้นก็นำของเหลวที่ได้ไปแยกด้วยวิธีกลั่นแยกส่วน ทำให้ได้บิวตานอล, เอทิลแอลกอฮอล์ 95 เปอร์เซ็นต์ และอาซีโตน บริสุทธิ์สิ่งที่มีราคาก็คือบิวตานอล ส่วนที่เหลือจากการกลั่นได้แก่โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ซึ่งใช้เป็นอาหารสัตว์ได้

ถ้านำเอทิลแอลกอฮอล์ไปทำปฏิกิริยา ต่อไปจะได้เอธิลอาซีเตท ซึ่งมีประโยชน์ใช้เป็นตัวทำลายที่ดี ใช้กันมากใน อุตสาหกรรมการพิมพ์และการผลิตหนังเทียม หรือใช้ละลายเซลลูลอยด์หรือยางไม้ (resins and gum) ซึ่งใช้ใน อุตสาหกรรมการเคลือบผิววัสดุ

บิ วธิลอาซีเตทใช้ในการสกัดสารฟีนอล หรือใช้ผสมเคมีเคลือบผิวไนโตรเซลลูโลส แลคเกอร์ บิวธิลอาซีเตท ระเหยได้เร็ว เป็นตัวทำลายที่ดีมาก และเคลือบผิวไม่ลอก ใช้ได้ทั้งร้อนและเย็น

สารอามีลอาซีเตท ซึ่งได้จากผลิตภัณฑ์จากกากน้ำตาลเช่นกัน ก็เป็นตัวทำละลายที่ดี ใช้ในเคมีเคลือบผิว ไนโตรเซลลูโลส นอกจากนี้ยังใช้อุตสาหกรรมผลิตกลิ่น ผสมอาหารได้ดีที่สุดอีกด้วย

อาซีโตน เป็นตัวทำละลายที่ดีอีกตัวหนึ่งที่เรารู้จักดี ใช้ละลายอเซทีลีน ใช้ทำกาวฟิล์มถ่ายรูป กระจกนิรภัย และเรยอง (cordite) ในแง่ที่เป็นตัวทำละลาย ที่ดีมันจึงถูกนำมาผสมกับน้ำมันเครื่องรถยนต์ หรือใช้ในอุตสาหกรรมเภสัช หรือให้สกัดสารอินซูลินจากไต ฮอร์โมน ฯลฯ อาซีโตน เป็นสารอินเตอร์มีเดียทของสารประกอบหลายชนิด เช่น วิตามินซี (ascorbie acid) โคลโรฟอร์ม ไอโอโดฟอร์ม, ซัลโฟนอล เมธิลเฮฟทีโนน เป็นต้น

บิวธิลแอลกอฮอล์ เป็นตัวทำละลายอีกเช่นเดียวกัน ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตสารเคลือบผิวที่ให้คุณลักษณะเป็นเงา และต้าน ทานต่อการขูดขีดได้ดี ใช้ทำน้ำมันเบรคชนิดที่ใช้กับรถยนต์ขนาดกลาง ได้ดีอีกด้วย นอกจากนั้นแอลกอฮอล์ชนิดนี้ยัง ใช้ทำ เป็นตัวการทำพลาสติก (plasticizer) ได้ดี คือ ใช้ ผลิตสารไดบิวธิลฟธาเลต (dibutyl phthalate)

3.5 เชื้อยีสต์ที่ใช้เป็นอาหาร

SCP หรือ single cell protein คือสิ่งที่ได้จากยีสต์ ปริมาณมาก นำมาทำให้แห้ง ใช้เป็นอาหาร ยีสต์ชนิดนี้คือ Torulopsis utilis Var.major ผลิตได้จากน้ำอ้อยผสมธาตุอาหารบางอย่างและอ๊อกซิเจน ประเทศจาไมการู้จักผลิต SCP นี้เป็นครั้งแรกในปี 1964 เพื่อที่จะผลิตสารโปรตีน ราคาถูกให้เป็นอาหารแก่ประชาชนที่ได้รับทุกข์จากสงครามโลก ครั้งที่ 2 จาไมกามีกากน้ำตาล เหลือใช้มากมายจึงเป็นการลงทุนที่ได้ผลคุ้มค่า ภายหลังต่อมาปรากฏว่าราคากากน้ำตาลสูงขึ้นจนโรงงานผลิตยีสต์ขาดทุน ต้องปิดตัวเอง ปัจจุบันมีโรงงานชนิดนี้ที่อาฟริกาใต้ ผลิตอาหารที่มีโปรตีนสูงถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ฟอสฟอรัส 2 เปอร์เซ็นต์ และวิตามินบี หลายชนิด

3.6 ขบวนการผลิตยีสต์ SCP

วิธีการผลิตยีสต์เพื่อใช้ เป็นอาหารนั้น ก่อนอื่นต้องทำให้กาก น้ำตาลบริสุทธิ์เสียก่อนโดยการทำให้อุ่นทีละน้อยจนใส โดยเติมซูเปอร์ฟอสเฟตลงไป จะมีตะกอนเกิดขึ้นเมื่อเติมสารละลาย โซดาไฟ (caustic soda) ลงไป ต่อไปก็แยกส่วนที่ใสออกโดยการริน นำส่วนที่ใสนี้ไปใช้ ข้อสำคัญไม่ควรให้กากน้ำตาล ที่ใสแล้วนี้ถูกกับเหล็ก ภาชนะที่ใช้ควรเป็นสเตนเลสสตีล นำกากน้ำตาลใสมาเคี่ยวต่อไป ส่วนที่เป็นน้ำตาลจะจับตัวเหนียว และตกตะกอนกับโซดาไฟ แยกส่วนใสออก

ก่อนที่จะนำกากน้ำตาลไปหมัก เตรียมสารละลายของแอมโมเนียมซัลเฟตผสมกับ ซูเปอร์ฟอสเฟตชนิดที่บริสุทธิ์ ปราศจากสารอาเซนิค เสร็จแล้วนำไปผสมกับสารละลายโซดาไฟค่อย ๆ เติมสารละลายนี้ลงในกากน้ำตาลใสที่บรรจุอยู่ใน ถังเหล็กกล้าทรงสูง ที่มีอากาศ ออกซิเจนปั๊มลงไป อากาศที่ปั๊มลงไปจะช่วยให้เซลล์ของยีสต์แบ่งตัวได้เร็วขึ้น นอกจากนี้ ต้องต่อขดนำความเย็นลงไปในถังด้วย เพื่อปรับอุณหภูมิที่เกิดจากการหมักให้ต่ำลงเท่าสภาพปกติ คือ อยู่ระหว่าง 48.3 องศาเซลเซียส และควรจะให้กากน้ำตาลที่หมักมี pH 3.9 ถึง 4.4 ในขณะเดียวกันค่อย ๆ เติมสารละลายคลอรีนลงไป และตวงสารละลายแอมโมเนียม-ซัลเฟตกับซูเปอร์ฟอสเฟตลงไปตามส่วน

ในขณะนี้ยีสต์จะถูกสร้างขึ้นจนมี ความเข้มข้น ขบวนการหมักยีสต์คงดำเนินต่อไป สารละลายที่เติมให้เป็นอาหาร แก่ยีสต์ก็ยังคอยเติมอยู่เรื่อย ๆ จนกระทั่งสารละลายล้นถังหมักออกไปทางท่อระบาย ความจริงขบวนการนี้เป็นการกระทำ ให้ห้องปฏิบัติการเพื่อเลี้ยงยีสต์ให้เพียงพอ เสร็จแล้วนำยีสต์นี้ไปถ่ายลงให้เป็นเชื้อในถังหมักขนาดยักษ์ที่เรียกว่า seed fermenter ถ้าสภาพแวดล้อมเหมาะสมยีสต์จะถูกปล่อยไว้ให้ขยายตัวไปอีกเล็กน้อย จนกระทั่งถึงรอบที่จะต้องถ่ายถังหมัก เนื่องจากอัตราการขยายตัวของยีสต์ลดลง ขบวนการนี้จะต้องทำด้วยความสะอาดและระมัดระวังในการเตรียมสารละลายต่าง ๆ ให้มีความเข้มข้นคงที่และเหมาะสมตลอดจนอุณหภูมิก็จะต้องควบคุมให้เหมาะสมอีก ด้วย

การแยกยีสต์ออกจากถังหมัก ต้องใช้เครื่องแยกที่ เรียกว่า Delaval ซึ่งมีขั้นตอนอยู่ 2 ขั้น คือ การทำให้ยีสต์ หยุดการทำงานโดยความร้อนจากไอน้ำ แล้วอบจนกระทั่งยีสต์ลอกออกเป็นเกล็ด ๆ สีน้ำตาลอ่อน มีความชื้นอยู่ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งยีสต์นี้เมื่อแห้งแล้วจะเหลืออยู่เพียง 1.5 เปอร์เซ็นต์ ของน้ำหนักสด มีน้ำหนัก 27 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ต่อหนึ่งลูกบาศก์ฟุต

4. ผลผลิตที่เป็นอาหารอย่างอื่น

ดังที่ได้กล่าวแล้วว่า ส่าเหล้ารัมที่เป็นเศษเหลือ สามารถนำไปทำอาหารสัตว์ได้เช่นเดียวกันเศษเหลือของกาก น้ำตาลจากการเลี้ยงยีสต์ก็สามารถนำไปทำอาหารสัตว์ได้ ถังหมักจะมีท่อแยกส่วนที่เหลือจาก การหมักนำลงไปรวมกัน แล้วทำให้แห้ง แบบเดียวกันกับการทำยีสต์อาหารที่ได้จากเศษเหลือของยีสต์ที่แห้งแล้วนี้ มีโปรตีน และวิตามินมากพอสม ควร

การใช้กากน้ำตาลเป็นอาหารสัตว์

ในบางปีราคาของกากน้ำตาลต่ำมาก กสิกรจึงนำกาก น้ำตาลไปเลี้ยงสัตว์ คุณค่าทางอาหารของกากน้ำตาลอยู่ที่น้ำตาล ซึ่งให้พลังงานสูงและสัตว์ชอบกิน นอกจากนั้นยังมีธาตุ อาหารโปรตีน แคลเซียม ฟอสฟอรัส และธาตุอาหารปริมาณน้อยอื่น ๆ รวมทั้งวิตามินบี ชนิดต่าง ๆ อีกด้วย

มี ผู้วิเคราะห์แล้วว่า กากน้ำตาลมีคุณค่าทางอาหารเป็น 70 เปอร์เซ็นต์ของข้าวโพดซึ่งบางครั้งสูงถึง 85 เปอร์เซ็นต์ คุณค่าทางอาหารจะสูงยิ่งขึ้น ถ้าใช้กากน้ำตาล 10 เปอร์เซ็นต์ ในอาหารสำหรับสัตว์เคี้ยวเอื้อง เคยมีผู้ทดลองผสมยูเรียและ แอมโนเนียลงในกากน้ำตาลเพื่อเลี้ยงสัตว์ ซึ่งพบว่าให้โปรตีนสูง ในกรณีที่ไม่มีอาหารสัตว์เพียงพอ กสิกรอาจจะใช้ซังข้าว โพด และฟางผสมด้วยกากน้ำตาลจะทำให้สัตว์อ้วนท้วนและกินอาหารได้มากขึ้น

กากน้ำตาลเป็นสิ่ง จำเป็นในการทำไซเลจให้แก่สัตว์กิน ชาวจาไมกาใช้กากน้ำตาลราดไปบน ไซเลจทำให้วัวนมกินอาหารได้มากขึ้น และวัวนมได้รับโปรตีน และธาตุอาหารที่ต้องการจากกาก น้ำตาลตลอดฤดูหนาวที่วัวนม จำต้องอยู่ในคอกตลอดเวลาด้วย

สูตรอาหารเลี้ยงวัวขุนก่อนส่งตลาด มีดังนี้

กากน้ำตาล 40 เปอร์เซ็นต์

ข้าวโพดป่น 35 เปอร์เซ็นต์

เส้นใยแข็งจากชานอ้อย 12 เปอร์เซ็นต์

กากถั่ว 8 เปอร์เซ็นต์

ยูเรีย 2 เปอร์เซ็นต์

วิตามินแร่ธาตุต่าง ๆ 3 เปอร์เซ็นต์

สูตรอาหารนี้จะมีโปรตีน 12 เปอร์เซ็นต์ ให้สัตว์กินตลอดเวลาจึงมีโปรตีนไม่สูงมากเกินไป วัวหนึ่งตัวต้องการอาหาร นี้ 15 ปอนด์ ต่อวัน ควรจะผสมยอดอ้อยสดหั่นฝอย 40 ปอนด์ต่อตัวด้วย

4.1 ฟิลเตอร์เค็ก

การสกัดขี้หม้อกรอง (filter mud or filter cake)

ฟิลเตอร์มัด หรือชาวโรงงานชอบเรียกว่า ขี้หม้อกรอง มีประโยชน์ใช้เป็นปุ๋ยอ้อยได้ดีที่สุด เพราะเป็นส่วนที่ได้จาก อ้อย และเหมาะสำหรับดินที่ขาดธาตุฟอสฟอรัส ปรกติโรงงานน้ำตาลที่มีใจเป็นธรรมควรจะคืนขี้หม้อกรองให้แก่ชาวไร่อ้อย ให้ได้ขนไปใส่ไร่อ้อยโดยไม่คิดมูลค่า เมื่อขนไปสู่ไร่แล้ว ชาวไร่ควรทิ้งกองไว้ 1-3 เดือน ให้ขบวนการหมักสิ้นสุดลงแล้วจึง นำไปหว่านในไร่อ้อย ขี้หม้อกรองแห้ง ๆ ที่กองสุมเอาไว้อาจลุกเป็นไฟได้เอง เพราะความร้อนภายในของมัน

ฟิลเตอร์เค็ก มีชื่อหลายชื่อดังกล่าวแล้ว บางแห่งก็เรียก mill mud คุณภาพของฟิลเตอร์เค็ก แตกต่างกันไปตาม ท้องถิ่น พันธุ์อ้อย วิธีการสกัดน้ำตาลและชนิด และแบบของเครื่องอุปกรณ์ในการกรองน้ำตาล สถาบันวิจัยพืชไร่ ได้เก็บตัว อย่างชานกากอ้อย ฟิลเตอร์เค็กเก่า และฟิลเตอร์เค็กสด นำมาวิเคราะห์ ผลการวิเคราะห์ดูในตารางที่ 3

4.2 ไขอ้อย

เปลือกอ้อย แต่ละพันธุ์จะมีไขหรือขี้ผึ้งหุ้มอยู่มากน้อยแล้วแต่ชนิดพันธุ์ของอ้อย ไขหรือขี้ผึ้งส่วนหนึ่งจะติด ไปกับน้ำอ้อยอีกครึ่งหนึ่งจะติดไปกับชานอ้อย ส่วนที่ติดไปกับน้ำอ้อยจะถูกแยกออกไปกับฟิลเตอร์เค็ก แต่ก็ยังคงมีบางส่วน ติดไปกับกากน้ำตาลบ้าง

การสกัดไขจากลำอ้อย (wax)

ลำ อ้อยจะห่อหุ้มด้วยใขบาง ๆ อ้อยบางพันธุ์จะมีไขหุ้มหนาบริเวณข้อและกาบใบ เมื่อลำอ้อยถูกส่งเข้าหีบประมาณ ครึ่งหนึ่งของไขจะปนลงไปกับน้ำอ้อย ที่เหลือจะติดไปกับชานอ้อย ส่วนที่ติดไปกับน้ำอ้อยจะถูกทำให้ตกตะกอน เมื่อผ่าน กระบวนการทำใส หรือถูกสกัดออกติดไปกับขี้หม้อกรอง ไขส่วนน้อยจะติดไปกับน้ำเชื่อมเข้าสู่ขบวนการทำน้ำตาล ไขพวกนี้ จะมีจุดเดือดต่ำ นักวิชาการหลายประเทศสนใจที่จะแยกเอาไขออกมาจากขี้หม้อกรองเพื่อนำไปใช้ ประโยชน์ ไขของอ้อยมีคุณ ภาพใกล้เคียงกับไขที่ได้จากพืชหลายชนิด (ตารางที่ 2) ไขของคารเนาบาใช้เป็นไขเคลือบสีรถยนต์ซึ่งมีราคาค่อนข้างแพง รถยนต์เมื่อเคลือบสีด้วยคารเนาบาจะมีสีสวยเป็นเงางาม ถูกฝนหรือน้ำค้างไม่ซึมหรือถูกล้างออกไปง่าย ๆ นอกจากนั้นไข จากพืชสามารถนำไปทำกระดาษไข และลิบสติกได้

ขี้ หม้อกรองมีความชื้นอยู่ 60-80% มีไขจากอ้อยอยู่ประมาณ 6% (บางครั้งอาจสูงถึง 20 % แล้วแต่ชนิดพันธุ์อ้อย) ไขของอ้อยจะมีเหลืออยู่น้อยหากมีการเผาอ้อยก่อนเก็บเกี่ยว

ตารางที่ 2 คุณภาพของไขจากอ้อยเทียบกับไขจากพืชอื่น

ไขของ	จุดหลอมเหลว o ซ	ถ.พ.	acid number	Saponification number	Iodine number
carnauba	85	0.99	10	90	13
candelilla	71	0.98	20	60	38
อ้อย	78	0.99	15	65	16

ที่มา : Wiggin, 1949. Carnauba = Copernicia cerifera Mart,

Candelilla = Euphorbia antisiphylitica Zucc.

การ ที่จะได้ขี้ผึ้งจากอ้อยมากน้อยเพียงใดนั้น ประการแรก อ้อยจะต้องไม่เผา พันธุ์อ้อยจะต้องเป็นพันธุ์ที่มีไขปกคลุมตามลำอ้อยมาก จึงจะสกัดไขได้มากกว่า 9 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ ตามสถานที่ปลูกอ้อยก็ทำให้อ้อยมีขี้ผึ้งมากน้อยต่างกันด้วย ตัวอย่างเช่นอ้อยที่ปลูกที่ตรินิแดดมีขี้ผึ้ง 9-10.8 เปอร์เซ็นต์ แต่ในขณะเดียวกันอ้อยพันธุ์เดียวกันที่ปลูกที่เกาะเซนต์คิทท์ ให้ขี้ผึ้ง 16.2-18.3 เปอร์เซ็นต์ โดยใช้เบนซีนเป็นสารสกัด

ขี้ผึ้งที่ สกัดออกมาได้ต้องนำมากลั่นให้สะอาดเสียก่อน ซึ่งวิธีการยังไม่มีการเปิดเผยจากบริษัทผู้ผลิตจำหน่าย ตามปกติโรงงานน้ำตาลธรรมดาถ้ามีอุปกรณ์ครบถ้วนก็สามารถจะสกัดขี้ผึ้งออกจาก ฟิลเตอร์เค็กได้ แต่การที่จะกลั่นขี้ผึ้ง จะต้องส่งไปที่โรงงานขี้ผึ้งซึ่งเป็นโรงงานที่มีความถนัดในการนี้โดยเฉพาะ

ตารางที่ 3 แสดงผลการวิเคราะห์ธาตุอาหารต่าง ๆ ในชานกากอ้อย ฟิลเตอร์เค็กเก่าทิ้งไว้ค้างปี และฟิลเตอร์เค็กใหม่ (2519) *

รายละเอียดที่ทำการวิเคราะห์	ตัวอย่างที่ 1 กากอ้อย	ตัวอย่างที่ 2 ฟิลเตอร์เค็ก (ปี 2518)	ตัวอย่างที่ 3 ฟิลเตอร์เค็ก (ปี 2519)
เปอร์เซ็นต์ไนโตรเจนรวม (N)	0.68	2.53	2.63
เปอร์เซ็นต์ฟอสเฟตรวม (P2O5)	0.68	8.82	8.79
เปอร์เซ็นต์ฟอสเฟตที่เป็นประโยชน์ (P2O5)	0.68	8.64	8.53
เปอร์เซ็นต์โปแตสรวม (K2O)	0.42	0.32	0.49
เปอร์เซ็นต์แมกนีเซี่ยมรวม (MgO)	0.06	1.22	1.19
เปอร์เซ็นต์แคลเซี่ยมรวม (CaO)	0	19.02	17.16
เปอร์เซ็นต์กำมะถันรวม (S)	0	0	0
เปอร์เซ็นต์ความชื้น	6.63	8.94	67.36
ความเป็น กรด - ด่าง (pH)	5.3	7.4	8.3

* ผลการวิเคราะห์โดยได้รับความอนุเคราะห์ จากงานวิเคราะห์ปุ๋ย กองเกษตรเคมี

วิธีสกัดไข มี 3 ขั้น คือ

1. นำขี้หม้อกรองมาตากให้แห้งสนิท

2. สกัดไขหยาบ (crude wax) จากขี้หม้อกรองที่แห้ง

3. สกัดไขมัน (fatty material) ออกจากไขหยาบที่เหลือเป็นไขบริสุทธิ์

ไขที่สกัด ด้วยวิธีดังกล่าวจะได้ประมาณ 60% โดยน้ำหนักของไขหยาบโดยทั่ว ๆ ไปเมื่อนำขี้หม้อกรองมาใส่ไว้ในภาชนะสามสัปดาห์ อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 93 องศาเซลเซียส ความชื้นจะลดลงมาอยู่ที่ประมาณ 15% ใช้ฆ้อนทุบขี้หม้อกรองให้ละเอียด ร่อนให้ได้เฉพาะส่วนที่ละเอียดนำไปสกัดในถังด้วย เบนซิน (benzene) นำเบนซีนไปกลั่นและชะล้างไขหยาบที่ได้ด้วยน้ำ นำไขหยาบไปแยกแคลเซียมออกโดยนำไปทำปฏิกิริยากับกรดเกลือ แยกเอาแคลเซียมออกไป นำส่วนที่ได้มาทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ในภาชนะที่มีที่กวนตลอดเวลา แอลกอฮอล์จะละลาย fatty material ออกไป หลังจากการสกัดด้วยแอลกอฮอล์เช่นนี้ 3 ครั้ง จะได้ไขของอ้อย ส่วนแอลกอฮอล์สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก ไขจากอ้อยยังไม่บริสุทธิ์แท้จริงเพราะมีสีคล้ำ ต้องนำไปฟอกสีโดยต้มกับ aqueous potassium chlorate และกรดกำมะถันเจือจาง เมื่อแยกส่วนสกปรกออกไปจะได้ไขบริสุทธิ์สีขาวของอ้อย ส่วนสารละลายที่มีสีดำแยกออกทิ้งไป ไขที่ได้จากอ้อยมีคุณภาพทัดเทียมกับไขที่ได้จากพืชอื่น (ตารางที่ 2) แต่การตั้งโรงงานสกัดไขจากอ้อยจะต้องพิจารณาให้ดี เพราะหากเมื่อใดเกษตรกรชาวไร่อ้อยเปลี่ยนไปปลูกอ้อยพันธุ์ใหม่ที่มีไขน้อยลง โรงงานสกัดไขจากอ้อยอาจจำต้องปิดโรงงานไปโดยปริยาย

เอกสารอ้างอิง

Atchison, J.E. 1974. Present status and future potential for utilization of bagasse in the pulp, paper and paper board industry. Proc. Int. Soc. Sug. Cane Technol. 15 : 1851-63

Barnes , A.C. 1964. The Sugar Cane. Interscience Pub. Inc

Langreney, F. and Hugot, E. 1969. The Bagapan particle board. Proc. Int. Soc. Sug. Cane Technol. 13 : 1891-96

Wiggin, L.F. 1949. Sugar Cane wax (Part I). Proc. Br. W. Indies. Sug. Technol 1949, 24-28

http://www.sugarzone.in.th/know/know2.asp