วิจัยเพิ่มค่ากากน้ำตาล สู่เคมีมูลค่าสูง

 

โครงการวิจัย “การใช้ประโยชน์จากกากน้ำตาลที่เป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมน้ำตาลของประเทศไทยเพื่อการผลิต 2,3-บิวเทนไดออล (2,3-BD)” เพื่อการใช้ประโยชน์จากวัตถุดิบกากน้ำตาลที่เหลือใช้จากภาคการเกษตร ยกระดับผลิตภัณฑ์และต่อยอดทางธุรกิจเพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมทางเคมีชีวภาพในการคิดค้นและพัฒนาองค์ความรู้ งานวิจัยและนวัตกรรมสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน

“2,3-บิวเทนไดออล” เป็นสารเคมีสำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อใช้เป็นตัวทำละลาย ตัวประสาน สีทาบ้าน สีทารถยนต์ เม็ดพลาสติก สารเติมแต่งที่ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหาร และยา รวมถึงสารเคมีอื่น ๆ ที่ใช้ในครัวเรือนเพื่อการอุปโภค และบริโภค หรือแม้กระทั่งผสมในสารพอลิเมอร์พลาสติกให้มีความแข็งแรงมากขึ้น

 

• ของเหลือการเกษตรสู่เชื้อเพลิงชีวภาพ

รศ.เขมวิทย์ จันต๊ะมา อาจารย์สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ สำนักวิชาเทคโนโลยีการเกษตรมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี และหัวหน้าโครงการวิจัยฯ กล่าวว่า สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม สนับสนุนทุนวิจัยเพื่อสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับกากน้ำตาลโดยโฟกัสไปที่สาร 2,3-บิวเทนไดออล ซึ่งมีมูลค่าสูงและใช้งานแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ 

อีกทั้งในอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพ 2,3-บิวเทนไดออล ยังถูกนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยาน (bio-jet fuel) อีกด้วย ขณะที่ “กากน้ำตาล” (sugarcane molasses) เป็นผลพลอยได้ในอุตสาหกรรมผลิตน้ำตาลทราย โดยการผลิตน้ำตาลทราย 1 ตัน จะใช้น้ำอ้อยดิบ 10 ตัน และเกิดผลพลอยได้ของกากน้ำตาล ประมาณ 50 กิโลกรัม 

กากน้ำตาลมีองค์ประกอบของน้ำตาลรวมประมาณ 50% (น้ำหนักต่อปริมาตร) โดยที่จะเป็นซูโครสประมาณ 13% (w/v) (น้ำหนักต่อปริมาตร) และกลูโคสรวมกับฟรุคโตสประมาณ 15% (น้ำหนักต่อปริมาตร) 

ดังนั้น​ เพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาล กากน้ำตาลที่เป็นของเหลือใช้จากอุตสาหกรรมการผลิตน้ำตาลที่เกือบไม่มีมูลค่าควรจะถูกนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด​ เช่น​ นำมาผลิต 2,3-บิวเทนไดออล จาก K. oxytoca KMS005 (Jantama et al., 2015) ที่พัฒนาขึ้นเองด้วยเทคนิควิศวกรรมเมทาบอลิกของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี 

จึงเป็นการยกระดับผลิตภัณฑ์มูลค่าเพิ่ม และสร้างมูลค่าเพิ่มทางเศรษฐกิจจากกากน้ำตาลไปเป็น 2,3-บิวเทนไดออล (มูลค่าในตลาดโลกที่ 9.12-250 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมขึ้นกับความบริสุทธิ์) ที่มีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่กว้างขวางกว่าเอทานอลที่ถูกผลิตขึ้นจากกากน้ำตาลด้วยยีสต์ในปัจจุบัน 

 

การผลิต 2,3-บิวเทนไดออล จากกระบวนการหมักโดยใช้เชื้อ K. oxytoca KMS005 ด้วยกากน้ำตาลอ้อย น่าจะเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่จะเพิ่มมูลค่าในห่วงโซ่ธุรกิจอุตสาหกรรมน้ำตาลให้เพิ่มเติม และยังนำไปสู่การพัฒนากลุ่มธุรกิจนิวเอาเคิร์ฟของอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพ และเคมีชีวภาพ ตามนโยบายรัฐบาลไทยแลนด์ 4.0 

กระบวนการดังกล่าวนำไปสู่การลดของเหลือใช้ทางการเกษตร ที่มีส่วนประกอบของน้ำตาลซูโครส กลูโคส และฟรุคโต และเป็นการลดการนำเข้า 2,3-บิวเทนไดออลที่มีราคาสูงจากต่างประเทศ เพียงพอต่อความต้องการภายในประเทศ และยังสามารถส่งขายต่างประเทศ ทำให้เกิดการพัฒนาและต่อยอดทางธุรกิจของอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพที่ถือเป็นยุทธศาสตร์สำคัญต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมเป้าหมายใหม่ของประเทศไทย

ทั้งนี้​ เพื่อให้เกิดความร่วมมือจากทุกภาคส่วน โครงการวิจัยดังกล่าวจะช่วยยกระดับและตอบโจทย์การเข้ามามีส่วนร่วมของภาคอุตสาหกรรมให้เพิ่มขึ้น เกิดการพัฒนาเศรษฐกิจหมุนเวียน ยกระดับอุตสาหกรรมทางเคมีชีวภาพ สร้างแนวทางต้นแบบการใช้พลังงานชีวภาพ พลังงานแบบหมุนเวียน รวมถึงตอบโจทย์สิ่งแวดล้อมให้สำเร็จ เป็นกลไกขับเคลื่อนประเทศไทยอย่างยั่งยืนต่อไป

 

• วช.เสริมสร้างขีดความสามารถประเทศ

วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ กล่าวว่า วช. ส่งเสริมและสนับสนุนการวิจัยและนวัตกรรมในการคิดค้น พัฒนา เพื่อสร้างพื้นฐานองค์ความรู้ ในการต่อยอดและพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นของไทย โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมทางเคมีชีวภาพ โดยการนำวัตถุดิบที่เหลือใช้จากภาคการเกษตร กากน้ำตาล สู่การยกระดับผลิตภัณฑ์ของไทย ลดการนำเข้า 2,3-บิวเทนไดออลที่มีราคาสูงจากต่างประเทศด้วยผลงานวิจัยการผลิต 2,3-บิวเทนไดออล

โครงการวิจัยนี้จะจัดการกับปัญหาท้าทายเร่งด่วนสำคัญของประเทศในด้านทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม การเกษตร เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย ซึ่งการวิจัยและพัฒนากระบวนการดังกล่าวจะมีส่วนสำคัญในการเสริมสร้างขีดความสามารถ และความเข้มแข็งทางเทคโนโลยีให้กับประเทศไทย สู่การต่อยอดทางธุรกิจ เพิ่มมูลค่าให้กับอุตสาหกรรมทางชีวภาพ ชุมชนเข้มแข็ง และพัฒนาผลิตภัณฑ์เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม สร้างฐานรากของการพัฒนาเศรษฐกิจโดยรวมของประเทศได้อย่างยั่งยืน

ทั้งยังตอบโจทย์โมเดลเศรษฐกิจบีซีจี หรือ เศรษฐกิจชีวภาพ เศรษฐกิจหมุนเวียน และเศรษฐกิจสีเขียว (Bio-Circular-Green Economy) ตามนโยบายของ เอนก เหล่าธรรมทัศน์ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงการอุดมศึกษาฯ โดยเฉพาะเรื่องของเศรษฐกิจชีวภาพที่เชื่อมโยงส่วนของเกษตรกรรม ซึ่งเป็นรากฐานของคนไทย สามารถทำได้หลากหลายและเพิ่มมูลค่าได้อย่างก้าวกระโดดมาก