SBA-15 ลดต้นทุนการผลิตเอทานอลจากวัสดุทางการเกษตร หนุนเสริมความคุ้มทุนภาคเกษตรและอุตสาหกรรมไทย

ศ.ดร. สุจิตรา วงศ์เกษมจิตต์

.
ประเทศไทยอุดมไปด้วยวัสดุและวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร สามารถนำมาใช้ผลิตเป็นเอทานอล (Ethanol) สารสำคัญซึ่งมีบทบาทในด้านพลังงานทดแทนลดการใช้น้ำมันปิโตรเลียม แต่ในการผลิตยังติดปัญหาสำคัญ คือ ต้นทุนการผลิตสูง นักวิจัยไทยจึงคิดค้นการเพิ่มประสิทธิภาพของวัตถุดิบในขั้นตอนการผลิต “ลดต้นทุนเพิ่มความคุ้มทุน” เพื่อให้เกิดการใช้งานวัสดุทางการเกษตรอย่างคุ้มค่า หนุนเสริมภาคเกษตรและอุตสาหกรรมไทย
เอทานอล (Ethanol) มีบทบาทสำคัญในด้านพลังงานทดแทน ซึ่งในเชิงเศรษฐกิจเอทานอลสามารถนำไปช่วยลดการใช้น้ำมันปิโตรเลียมที่มีปริมาณลดลงอย่างมาก ด้วยการนำไปเป็นส่วนผสมในการผลิตแก๊สโซฮอล์ ซึ่งเป็นพลังงานสะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกว่าน้ำมันปิโตรเลียม มีสมบัติเพิ่มสมบัติการเผาไหม้ ลดการปล่อยแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม และยังช่วยขับเคลื่อนการขนส่งที่สำคัญต่าง ๆ อีกด้วย

Fuel nozzle to refill fuel in car at gas station.

ทั่วไป เอทานอลสามารถผลิตได้จาก 2 แหล่งสำคัญ คือ น้ำมันดิบและผลผลิตทางการเกษตร โดยการผลิตเอทานอลจากวัสดุทางการเกษตรจะช่วยลดปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำมันและลดต้นทุนทางเศรษฐกิจได้ อย่างไรก็ตามกระบวนการสำคัญในการผลิตเอทานอลจากวัสดุทางการเกษตรซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงสุด คือ กระบวนการย่อยเซลลูโลส (Cellulose) เป็นน้ำตาลกลูโคส (Glucose) ซึ่งนิยมใช้ปฏิกิริยาไฮโดรไลสิส (Hydrolysis) โดยใช้เอนไซม์จากจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี (Trichoderma Ressei) ในการย่อยเซลลูโลสให้เป็นน้ำตาล เพราะผลผลิตน้ำตาลที่ได้จะมีความบริสุทธิ์สูง แต่ข้อเสียของกระบวนการนี้ คือ เอนไซม์มีราคาสูงและไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ ทำให้ต้นทุนในการผลิตน้ำตาลในอุตสาหกรรมประเภทนี้มีราคาสูงไปด้วย

beautiful flower of corns blooming in field nature background

เพื่อลดต้นทุนในส่วนนี้ ศ.ดร. สุจิตรา วงศ์เกษมจิตต์ และคณะ จากวิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย นักวิจัยสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) จึงร่วมกันวิจัยและประดิษฐ์ “การนำจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี กลับมาใช้ใหม่ ในกระบวนการผลิตน้ำตาล (Reuseability of Trichoderma Ressei for Sugar Production” ผ่านการพัฒนาประสิทธิภาพและความเสถียรของจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี โดยการยึดติดลงบนวัสดุรองรับซิลิกาที่มีรูพรุนชนิดเมโซพอร์ (Mesoporous Silica) ซึ่งมีการวิจัยและผลิตขึ้นใหม่ให้มีขนาดรูจำเพาะกับเอนไซม์จากจุลชีพชนิดนี้ โดยมีชื่อเรียกวัสดุรองรับชนิดนี้ว่า “SBA–15” ผลจากการทดสอบการใช้งานพบว่า เมื่อยึดติดเอนไซม์ลงบน SBA–15 จะทำให้สามารถใช้งานเอนไซม์ซ้ำได้ถึง 4 ครั้ง โดยการใช้งานในครั้งที่ 4 ยังคงประสิทธิภาพในการใช้งานสูงถึงร้อยละ 80 แตกต่างจากการใช้ซิลิกาที่มีรูพรุนชนิดเมโซพอร์ที่ไม่ได้มีการดัดแปลง ซึ่งประสิทธิภาพในการใช้งานจะลดลงเหลือเพียงร้อยละ 40 ในการใช้งานครั้งที่ 2 นั่นหมายความว่าหากมีการนำ SBA-15 ซึ่งมีราคาค่อนข้างถูกกว่าเอนไซม์ไปใช้งานในอุตสาหกรรม จะสามารถประหยัดต้นทุนในส่วนนี้ไปได้อย่างน้อยร้อยละ 50
ผลงานการวิจัยนี้ ศ.ดร. สุจิตรา และคณะ ได้ดำเนินการจดสิทธิบัตรเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ในชื่อสิ่งประดิษฐ์ “การนำจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี กลับมาใช้ใหม่ ในกระบวนการผลิตน้ำตาล (Reuseability of Trichoderma Ressei for Sugar Production” งานวิจัยนี้เหมาะกับกลุ่มผู้ผลิตน้ำตาลสำหรับใช้ในการผลิตเอทานอลและเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ผู้ที่สนใจสามารถติดต่อเพื่อนำสิทธิบัตรไปใช้ได้จาก วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยปัจจุบัน ศ.ดร. สุจิตรา และคณะ ได้เล็งถึงการผลิตเพื่อจำหน่ายให้แก่อุตสาหกรรมในราคาที่ต่ำกว่าราคาตลาด เพื่อให้เกิดประโยชน์แก่สังคม ในการใช้งานวัสดุทางการเกษตรอย่างคุ้มค่าและคุ้มทุน

ข้อมูลจ่าวสารโดย…ทีมสื่อสาร Research Cafe’ สำนักงานกองทุนสนันสนุนการวิจัย (สกว.)