พัฒนาวัสดุช่วยลดต้นทุนผลิตเอทานอลจากวัสดุการเกษตร

ประเทศไทยอุดมไปด้วยวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ที่ใช้ผลิตเป็นเอทานอล (Ethanol) สารสำคัญเพื่อลดการใช้น้ำมันปิโตรเลียม แต่ในการผลิตยังติดปัญหาสำคัญ คือ ต้นทุนการผลิตสูง นักวิจัยไทยจึงคิดค้นการเพิ่มประสิทธิภาพของวัตถุดิบในขั้นตอนการผลิต “ลดต้นทุนเพิ่มความคุ้มทุน” เพื่อให้เกิดการใช้งานวัสดุทางการเกษตรอย่างคุ้มค่า หนุนเสริมภาคเกษตรและอุตสาหกรรมไทย

เอทานอลสามารถผลิตได้จาก 2 แหล่งสำคัญ คือ น้ำมันดิบและผลผลิตทางการเกษตร ซึ่งการผลิตเอทานอลจากวัสดุทางการเกษตร จะช่วยลดปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำมัน และลดต้นทุนได้ แต่การผลิตเอทานอลจากวัสดุทางการเกษตร ก็มีค่าใช้จ่ายสูงในกระบวนการย่อยเซลลูโลส (Cellulose) เป็นน้ำตาลกลูโคส (Glucose)

กระบวนการย่อยเซลลูโลสเป็นน้ำตาลกลูโคส นิยมใช้ปฏิกิริยาไฮโดรไลสิส (Hydrolysis) โดยใช้เอนไซม์จากจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี (Trichoderma Ressei) ในการย่อยเซลลูโลสให้เป็นน้ำตาล เพราะผลผลิตน้ำตาลที่ได้จะมีความบริสุทธิ์สูง

ข้อเสียอีกอย่างของกระบวนการย่อยเซลลูโลสดังกล่าว คือ เอนไซม์มีราคาสูงและไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ ทำให้ต้นทุนในการผลิตน้ำตาลในอุตสาหกรรมประเภทนี้มีราคาสูงไปด้วย

เพื่อลดต้นทุนจากกระบวนการดังกล่าว ศ.ดร.สุจิตรา วงศ์เกษมจิตต์ และคณะ จากวิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย นักวิจัยสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) จึงร่วมกันวิจัยและประดิษฐ์ “การนำจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี กลับมาใช้ใหม่ ในกระบวนการผลิตน้ำตาล (Reuseability of Trichoderma Ressei for Sugar Production”

ศ.ดร.สุจิตรา และคณะได้พัฒนาประสิทธิภาพและความเสถียรของจุลชีพไตรโคเดอร์มา รีสิอี โดยการยึดติดลงบนวัสดุรองรับซิลิกาที่มีรูพรุนชนิดเมโซพอร์ (Mesoporous Silica) ซึ่งมีการวิจัยและผลิตขึ้นใหม่ให้มีขนาดรูจำเพาะกับเอนไซม์จากจุลชีพชนิดนี้ โดยมีชื่อเรียกวัสดุรองรับชนิดนี้ว่า “SBA–15”

ผลจากการทดสอบการใช้งานพบว่า เมื่อยึดติดเอนไซม์ลงบน SBA–15 จะทำให้สามารถใช้งานเอนไซม์ซ้ำได้ถึง 4 ครั้ง โดยการใช้งานในครั้งที่ 4 ยังคงประสิทธิภาพในการใช้งานสูงถึงร้อยละ 80 แตกต่างจากการใช้ซิลิกาที่มีรูพรุนชนิดเมโซพอร์ที่ไม่ได้มีการดัดแปลง ซึ่งประสิทธิภาพในการใช้งานจะลดลงเหลือเพียงร้อยละ 40 ในการใช้งานครั้งที่ 2 นั่นหมายความว่า หากนำ 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 โดย ศ.ดร. สุจิตรา และคณะ กำลังมองถึงการผลิตเพื่อจำหน่ายให้แก่อุตสาหกรรมในราคาที่ต่ำกว่าราคาตลาด เพื่อให้เกิดประโยชน์แก่สังคม ในการใช้งานวัสดุทางการเกษตรอย่างคุ้มค่าและคุ้มทุน