มจธ.เจ๋งแปรสภาพชีวมวล เป็นเชื้อเพลิง-สารเคมีมูลค่าสูง

ทีมวิจัยมจธ.ประสบความสำเร็จในการนำวิจัยและพัฒนากระบวนการนำชีวมวลมาสกัดเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารเคมีมูลค่าสูง เพื่อทดแทนสารเคมีนำเข้า เผยแปรสภาพ “เฮมิเซลลูโลส เซลลูโลส และลิกนิน” เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการผลิตระดับอุตสาหกรรมได้แล้ว

รศ.ดร.นวดล เหล่าศิริพจน์ อาจารย์ประจำบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) กล่าวว่า วัสดุเหลือจากระบบเกษตรกรรม ในประเทศไทยถูกนำมาใช้ประโยชน์ต่อยอดได้แล้วเกือบทุกประเภทไม่ว่าจะเป็นการแปรรูปเป็นอาหารสัตว์ เชื้อเพลิง พลังงาน ผลิตภัณฑ์ของใช้ในชีวิตประจำวัน ฯลฯ ซึ่งล้วนแล้วแต่สร้างมูลค่าเพิ่มให้กับสินค้าเกษตรทั้งสิ้น

แต่การนำเศษวัตถุดิบทางการเกษตรมาสกัดเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เชื้อเพลิงและสารเคมีที่มีมูลค่าสูง เพื่อทดแทนสารเคมีนำเข้านั้น อาจารย์และทีมวิจัยได้บุกเบิกงานวิจัยและพัฒนาที่ว่าด้วย “กระบวนการแปรสภาพชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงและสารเคมีมูลค่าสูง” จากซังข้าวโพด ชานอ้อย ฟางข้าว กะลาปาล์ม และเศษวัตถุดิบอื่นๆ ที่หลงเหลือจากระบบเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม

เป็นที่ทราบกันดีว่า ชีวมวลคือสารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติ ชีวมวล ได้แก่ เศษวัสดุเหลือจากการเกษตรหรือกากจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการเกษตร เช่น แกลบ น้ำตาลทราย เศษไม้ ชีวมวลเหล่านี้มีองค์ประกอบหลัก 3 ชนิด คือ เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งสารประกอบทั้งสามชนิดสามารถนำมาแปรสภาพเป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี และอุตสาหกรรมเคมีได้อย่างมีประสิทธิภาพ

“เราพยายามค้นหาคุณค่าอีกมุมหนึ่งของชีวมวล โดยเริ่มต้นจากการแยกส่วนแล้วนำไปผลิตเป็นสารเคมีเพราะชีวมวลในประเทศไทยมีจำนวนมาก เราต้องการสร้างมูลค่าเพิ่มที่มากกว่าเดิม และเราก็ทำได้จริงเราค้นพบว่า การนำตัวทำละลายในกลุ่มคีโตน แอลกอฮอล์ และกรด ซึ่งทั้งหมดเป็นสารอินทรีย์เข้าไปทำละลายชีวมวล ด้วยอุณหภูมิและความดันในระดับต่างๆ ภายใต้ระยะเวลาที่เหมาะสมกระทั่งเมื่อหยุดกระบวนการสกัดแล้วจะได้สารทั้งสามชนิดออกมาในระดับที่บริสุทธิ์มาก โดยเฉพาะลิกนินที่บริสุทธิ์มากถึง 95 เปอร์เซ็นต์”

หลังจากประสบความสำเร็จในงานวิจัยระดับแลปแล้ว ล่าสุดเมื่อปีที่ผ่านมา บริษัท PTT Global Chemical เข้ามา
สนับสนุนทุนวิจัยและยกระดับจากแลปสเกล ขึ้นมาเป็นตัวต้นแบบ (Prototype) เพื่อพัฒนาต่อยอดองค์ความรู้และเทคโนโลยีดังกล่าวสู่เชิงพาณิชย์

ดร.นวดล กล่าวว่า เฮมิเซลลูโลส เซลลูโลส และลิกนิน ทั้งหมดเป็นสารตั้งต้นในกระบวนการผลิตระดับอุตสาหกรรม อาทิ อุตสาหกรรมอโรแมติก สามารถเปลี่ยนเป็นสารฟินอริกคอมพาวด์ (phenolic compounds) ฯลฯ เพื่อช่วยลดการนำเข้าจากต่างประเทศ ส่วนการผลิตในประเทศจะต้องอาศัยการสกัดจากน้ำมันดิบซึ่งในประเทศไทยไม่มีวัตถุดิบประเภทนี้มากนัก จึงอาจจะต้องนำเข้าน้ำมัน แล้วนำมากลั่นแยกเพื่อให้ได้องค์ประกอบของสารหลายๆ อย่างก่อนนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่น

“แต่แทนที่เราจะนำเข้า เพราะประเทศไทยมีชีวมวลอยู่แล้วจำนวนมาก การนำมาสกัดแยกสารที่มีมูลค่ามากในระดับอุตสาหกรรมย่อมสร้างความเติบโตทางเศรษฐกิจและสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับสินค้าเกษตรของไทย ที่สำคัญกระบวนการวิจัยใช้สารละลายที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ราคาไม่แพง และหาได้ภายในประเทศไทย ปัจจุบันเราสามารถสกัดลิกนินที่บริสุทธิ์มากประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ แต่สิ่งที่ยังต้องพัฒนาต่อคือเรายังดึงลิกนินที่บริสุทธิ์ออกมาได้เพียง 70 เปอร์เซ็นต์จากชีวมวลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม คาดว่าภายในอีก 1-2 ปีข้างหน้าจะต้องขยับผลสัมฤทธิ์ของงานวิจัยออกมาในระดับที่น่าพอใจมากกว่านี้ เพื่อยกระดับอุตสาหกรรมของไทย”