วช.หนุนนวัตกรรมจากกากน้ำตาลสู่อุตสาหกรรมเคมีชีวภาพเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
วช.หนุนนวัตกรรมงานวิจัยจากสินค้าเกษตรแปรรูป การใช้ประโยชน์กากน้ำตาลจากภาคอุตสาหกรรมโรงงานน้ำตาล นำมาผลิตบิวทิลแล็คเตตและกรดแล็คติคระดับโรงงานต้นแบบ ซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการผลิตพลาสติกชีวภาพชนิดพอลิแล็คติกแอซิด ที่สามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม นับเป็นความก้าวล้ำทางเทคโนโลยีของนักวิจัยไทย ที่สามารถพัฒนาต่อยอดสร้างมูลค่าเพิ่มผลจากผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรสู่อุตสาหกรรมเคมีชีวภาพทัดเทียมกับนานาชาติ
ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เปิดเผยว่าทางสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ภายใต้กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม เป็นองค์กรสำคัญของรัฐในการขับเคลื่อนพัฒนาศักยภาพด้านการวิจัยและการประดิษฐ์คิดค้นให้กับนักวิจัยและนักประดิษฐ์ไทยมาอย่างต่อเนื่อง โดยมีผลงานเป็นที่ประจักษ์ต่อสายตาชาวโลกผ่านการประกวดและนำเสนอผลงานในระดับเวทีนานาชาติ รวมถึงการสร้างเครือข่ายความร่วมมือระหว่างหน่วยงานทั้งประเทศและต่างประเทศ ที่สำคัญคือมีการพัฒนาต่อยอดในมิติต่างๆ โดยเฉพาะอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์โดยฝีมือคนไทย
การนำวัตถุดิบที่ได้จากโรงงานอุตสาหกรรมแปรรูป มาต่อยอดเป็นอุตสาหกรรมต่อเนื่องก็เป็นอีกนวัตกรรมที่นักวิจัยได้พยายามประดิษฐ์คิดค้นขึ้นมา อย่างเช่นนวัตกรรมการใช้ประโยชน์จากกากน้ำตาลที่เป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมน้ำตาลของประเทศไทย เพื่อการผลิตบิวทิลแล็คเตตและกรดแล็คติคระดับโรงงานต้นแบบ จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ซึ่งมี รศ.ดร.อภิชาติ บุญทาวัน เป็นหัวหน้าโครงการวิจัย โดยได้รับการสนับสนุนจาก วช. เป็นงานวิจัยที่ได้พัฒนากระบวนการหมักกรดแล็คติคจากกากน้ำตาลอ้อยในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ 500 ลิตร และทำบริสุทธิ์ด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน ควบคู่กับการกลั่นหรือที่เรียกว่าการกลั่นแบบมีปฏิกิริยา ที่มีการใช้บิวทานอลและตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ชนิดแอมเบอร์ลิสต์-15 พบว่าสามารถเพิ่มค่าผลผลิตของบิวทิลแล็คเตตได้มากกว่าร้อยละ 99 ส่วนการสังเคราะห์บิวทิลแล็คเตตแบบต่อเนื่องด้วยระบบการกลั่นแบบมีปฏิกิริยาในระดับโรงงานต้นแบบนั้น สภาวะที่เหมาะสมคือสัดส่วนโดยโมลของกรดแล็คติคต่อบิวทานอลที่ 1:3 ทำให้ได้บิวทิลแล็คเตตตามเป้าหมาย
นอกจากนี้จากผลงานการวิจัยยังสามารถคัดแยกเชื้อแบคทีเรียที่มีความสามารถในการสร้างกรดแล็คติคขึ้นมา โดยให้ผลผลิตที่สูงจากการใช้วัตถุดิบกากน้ำตาล โดยจะมีการพัฒนากระบวนการผลิตให้มีประสิทธิภาพสูง พร้อมทั้งการแยกและทำบริสุทธ์ผลิตภัณฑ์ในระบบ แต่เนื่องจากกรดแล็คติคที่ได้จากกระบวนการหมักจะมีสิ่งเจือปนหลายชนิดละลายอยู่ จากการศึกษาเบื้องต้นพบว่าเทคโนโลยีเมมเบรนและเทคนิคการกลั่นระยะทางสั้น สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้เป็นอย่างดี จึงมีการพัฒนาประสิทธิภาพการทำบริสุทธิ์กรดแล็คติค เพื่อให้สามารถสร้างผลผลิตที่เป็นกรดแล็คติคที่เป็นกรดอินทรีย์ที่มีประโยชน์ ทำให้สามารถที่จะพัฒนาสู่การผลิตนำร่องหรือ pilot plantscale ร่วมกับการใช้เทคโนโลยีและนวัตกรรมต่างๆ อุปกรณ์และเครื่องมือภายในประเทศ ที่มีการศึกษาวิจัยให้เกิดองค์ความรู้ที่พร้อมถ่ายทอดให้เกิดการใช้งานจริงในโรงงานอุตสาหกรรม
ขณะเดียวกันยังสามารถนำกรดแล็คติคที่ผลิตได้นำไปทำปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน (Esterification) กับบิวทานอล ทำให้เกิดเป็นทิลแล็คเตต ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เป็นที่ต้องการของตลาดโลก อีกทั้งยังมีการพัฒนาปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันในการกลั่นด้วยตัวเร่งที่มีประสิทธิภาพ สามารถทำปฏิกิริยาที่ดีภายใต้สภาวะความดันบรรยากาศและอุณหภูมิไม่สูงมาก ได้ผลสูงเทียบเท่ากับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันและสามารถขยายองค์ความรู้ไปสู่กระบวนการผลิตขนาดใหญ่ในอนาคต
รศ.ดร.อภิชาติ บุญทาวัน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี กล่าวว่าประเทศไทยเป็นผู้ผลิตน้ำตาลทรายเพื่อส่งออกเป็นอันดับต้นๆ ของโลก ทำให้มีกากน้ำตาลเหลืออยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งสามารถนำมาพัฒนาให้เกิดผลิตภัณฑ์ใหม่ที่สร้างมูลค่าเพิ่ม ซึ่งถือเป็นการสร้างรากฐานที่มั่นคง ด้วยการใช้เทคโนโลยีและนวัตกรรมต่างๆ ที่มีการศึกษาวิจัยให้เกิดให้เกิดองค์ความรู้ขึ้นภายในประเทศ ทดแทนการนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศ โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้รับความสนใจในปัจจุบันและมีการเติบโตอย่างต่อเนื่องคืออุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ นั่นคือกรดแล็คติคและสารอนุพันธ์บิวทิลแล็คเตต ซึ่งเป็นตัวอย่างของสารเคมีที่สำคัญมีความต้องการสูง เพื่อใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพลาสติกชีวภาพชนิดพอลิแล็คติคแอซิด (Poly Lactic acid, PLA) ซึ่งสามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และสามารถสร้างธุรกิจใหม่ในวงการอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพในประเทศไทยในอนาคต
