เชื้อเพลิงชีวภาพจากยีสต์น้ำมันจากโรงงานต้นแบบการสกัดสารมูลค่าสูง มทส.

บพข.ร่วมหนุนการวิจัยและพัฒนาเชื้อเพลิงชีวภาพ ผลักดันน้ำมันดิบชีวภาพหรือไบโอออยล์ (Bio-oil) จากโครงการแพลตฟอร์มนวัตกรรมการสกัดสารสำคัญมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมเกษตรและอาหารจากโรงงานต้นแบบไบโอรีไฟเนอรี่ แห่งแรกในภาคอีสาน โดยสนับสนุนทุนด้านเครื่องจักรอุปกรณ์ ร่วมกับ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ต่อยอดผลิตภัณฑ์นวัตกรรมทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงปิโตรเลียม อาทิ ยีสต์น้ำมัน กากกาแฟ และสารสกัดมูลค่าสูงจากสมุนไพร เน้นเขตอีสานใต้

ยีสต์น้ำมัน หนึ่งในงานวิจัยและพัฒนาเชื้อเพลิงชีวภาพทางเลือกใหม่ในการผลิตน้ำมันชีวภาพเจ็ท ไบโอเบนซีนและไบโอดีเซลสำหรับการต่อยอดในอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพของประเทศ จากการสนับสนุนทุนด้านโครงสร้างพื้นฐานด้านอุตสาหกรรมอาหารและสารสกัดมูลค่าสูง บพข. โรงงานต้นแบบทางกระบวนการทางชีวภาพไบโอรีไฟเนอร์รี่ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี สุรนารี (SUT- BioProcessing Biorefinery Pilot Plant)   เชื้อเพลิงชีวภาพได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในปัจจุบันเนื่องจากสถานการณ์ราคาของน้ำมันดิบนตลาดโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ประเทศไทยที่ไม่มีแหล่งน้ำมันดิบเป็นของตัวเองและยังต้องพึ่งพาการนำเข้าจากต่างประเทศอย่างเดียว มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเพิ่มความมั่นคงทางด้านพลังงาน โดยเฉพาะพลังงานในรูปเชื้อเพลิงเหลวและเชื้อเพลิงแข็ง ยีสต์น้ำมันที่ผ่านกระบวนการคัดแยกสามารถที่จะนำมาประยุกต์ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอออยด์ ที่มีความปลอดภัย ลดการเกิดก๊าซเรือนกระจก มีความคล้ายคลึงกับน้ำมันดิบเป็นอย่างมาก

ยีสต์น้ำมัน หรือ oleaginous yeast สายพันธุ์ Rhodosporidium paludigenum มีข้อเด่นหลายอย่าง เช่น โตง่าย ใช้เวลาน้อย ใช้พื้นที่น้อย สามารถเลี้ยงให้มีความหนาแน่นของเซลล์สูงได้ ยีสต์น้ำมันมีกรดไขมันหลักที่สะสมในเซลล์ยีสต์คือ C14, C16 และ C18 ซึ่งอยู่ในรูปของไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) มีความคล้ายคลึงกับกรดไขมันในน้ำมันพืช ซึ่งสามารถนำไปแยกเซลล์และสกัดน้ำมัน จากนั้นเข้าสู่กระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็ว (Fast-pyrolysis) ได้เป็นไบโอออยล์ และพัฒนาคุณภาพด้วยเทคโนโลยีการกลั่นแบบสั้น (short path distillation) และกลั่นลำดับส่วนสุญญากาศ (vacuum fractionation) เพื่อแยกน้ำมันแต่ละชนิดออกมา โดยการนำไปทำการปรับปรุงคุณภาพให้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะเช่นเดียวกับน้ำมันเบนซิน น้ำมันเจ๊ท หรือน้ำมันดีเซล เป็นต้น

โครงการแพลตฟอร์มนวัตกรรมการสกัดสารสำคัญมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมเกษตรและอาหารจากโรงงานต้นแบบไบโอรีไฟเนอรี่

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ในฐานะอุทยานวิทยาศาสตร์ภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่างได้มีจัดสร้างโรงงานต้นแบบทางกระบวนการทางชีวภาพไบโอรีไฟเนอร์รี่ (SUT- BioProcessing Biorefinery Pilot Plant)  เพื่อใช้ในการดำเนินงานสำหรับรองรับการพัฒนางานวิจัยหรือการผลิตในเชิงอุตสาหกรรมทางด้านเศรษฐกิจจากฐานชีวภาพ (Bio-Economy) โดยโรงงานต้นแบบนี้ประกอบไปด้วยเครื่องมือและเครื่องจักรต่าง ๆ เพื่อใช้ในการสกัดและทำบริสุทธิ์สารสำคัญมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมเกษตรและอาหาร เพื่อแก้ปัญหาการขาดทักษะและความสามารถทางด้านการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ด้วยเทคโนโลยี เพื่อให้ผู้ประกอบการกลุ่มวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม (SMEs) และ Start up ให้สามารถนำเอาแนวความคิดสร้างสรรค์มาลงมือปฏิบัติเพื่อให้ได้ต้นแบบผลิตภัณฑ์นวัตกรรมอาหาร เกิดผลิตภัณฑ์อาหารต้นแบบ โดยไม่ต้องแบกรับความเสี่ยงจากต้นทุนทางด้านเครื่องจักรที่สูงเกินไป

ผศ.ดร. ปภากร พิทยชวาล หัวหน้าโครงการแพลตฟอร์มนวัตกรรมการสกัดสารสำคัญมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมเกษตรและอาหารจากโรงงานต้นแบบไบโอรีไฟเนอรี่ มีเจตนารมณ์ในการยกระดับกระบวนการสกัดและทำบริสุทธิ์สารสำคัญที่มีมูลค่าสูงจากวัตถุดิบภายในประเทศที่มีราคาถูก ให้มีศักยภาพในการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ให้มีการพัฒนาแหล่งเรียนรู้ให้ผู้ประกอบการภาคอุตสาหกรรมได้ลงมือปฏิบัติจริง เพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์นวัตกรรมที่สามารถขยายผลสู่เชิงพาณิชย์ สร้างมูลค่าเพิ่มแก่ผลิตภัณฑ์ให้ได้มาตรฐานและเป็นที่ต้องการของตลาดโลก โดยเป็นโรงงานต้นแบบที่มี Technology readily level (TRL) ระดับ 5-6 เพื่อสนับสนุนการจัดสร้างโรงงานผลิตสารสำคัญมูลค่าสูงในระดับอุตสาหกรรม และโรงงานต้นแบบไบโอรีไฟนารี่ หรือ Biorefinery Pilot Plant เพื่อการพัฒนาเศรษฐกิจฐานชีวภาพ (Bioeconomy) ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีจุดประสงค์เพื่อใช้โรงงานต้นแบบอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพและเคมีชีวภาพ (Biorefinery Pilot Plant) เพื่อให้บริการอุปกรณ์และเครื่องมือสำหรับทดสอบ พร้อมรับให้คำปรึกษา ออกแบบ และทดสอบกระบวนการผลิตทางชีวภาพ เพื่อให้เห็นลักษณะผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิตในระดับโรงงานต้นแบบ

บพข. ได้ให้การสนับสนุนทุนอุปกรณ์เครื่องมือ เพื่อรองรับการให้บริการด้านการสกัดสารมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมเกษตรและอาหาร และโรงงานต้นแบบไบโอรีไฟนารี่ ได้แก่

1. เครื่องโฮโมจิไนเซอร์แรงดันสูง (Micro fluidizer) เพื่อใช้ในการลดขนาดของไบโอพอลิเมอร์ต่าง
ๆ เช่น ไซแลน แมนแนน และเซลลูโลส ให้มีขนาดเล็กลงในระดับโมเลกุล เป็นการหลีกเลี่ยงการใช้สารเคมี
(chemical-free production) ซึ่งจะทําให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
2. เครื่องอัดตะกอนระดับโรงงานต้นแบบ (filter press) ซึ่งมีความจําเป็น โดยหลังจากขั้นตอนการ
pretreatment ของไบโอแมสต่าง ๆ หรือการสกัดสารด้วยตัวทําละลายอินทรีย์ในระดับ 1000 ลิตร จําเป็นที่
จะต้องทําการแยกกากหรือตะกอนออกจากสารละลาย สําหรับใช้ในการผลิตไซแลน (xylan) และ Xylooligosaccharide (XOS), cellulose
3. เครื่องระเหยแบบหมุนภายใต้สุญญากาศ (Rotary evaporator) ขนาดความจุ 20 ลิตร เป็น
การระเหยน้ําหรือตัวทําละลายอินทรีย์ออก ทําให้ผลิตภัณฑ์มีความเข้มข้นสูงขึ้น สําหรับเพิ่มความเข้มข้นของ
phyto-chemical เช่น น้ํามันกัญชา กัญชง เป็นต้น
4. เครื่องทําแห้งแบบฟลูอิดไดซ์เบด (fluidized bed drier) เป็นการทําแห้งให้เป็นผงชนิดพ่นเป็น
ฝอย เครื่องทําผงให้แห้งแบบพ่นกระจาย เป็นเครื่องทําผงให้แห้งสําหรับของของเหลวด้วยการฉีดพ่นกระจาย
ให้เป็นละอองฝอยภายในถังทําผงให้แห้ง เพื่อระเหยน้ําออกและให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นผงแห้งตามต้องการ ทําแห้ง
ยีสต์ ผง FOS, XOS, Xylose, Xylitol
5. เครื่องแยกสารแรงดันปานกลาง (Prep HPLC) ใช้สําหรับแยกสารให้บริสุทธิ์ด้วยเทคนิคโครมา
โตรกราฟฟี่ ทําบริสุทธิ์ให้เป็นสารเชิงเดี่ยวพร้อม Fraction collector สําหรับ CBD, THC ซึ่งเครื่องแยกสาร
แรงดันปานกลางนี้ จะทําหน้าที่แยกและเก็บสารตัวอย่างที่แยกได้ในปริมาณมาก

การสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานอุปกรณ์ เครื่องมือเครื่องจักรสำหรับโรงงานต้นแบบ จาก บพข. จะสามารถสนับสนุนการพัฒนาการสกัดสารสำคัญมูลค่าสูงสำหรับอุตสาหกรรมเกษตรอาหารคุณภาพดี ให้ได้กระบวนการที่ได้มาตรฐานเป็นพื้นฐานในการต่อยอด แปรรูป อีกทั้งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี สุรนารี ยังเป็นมหาวิทยาลัยที่ประกอบด้วยสหสาขาวิชาที่ทำให้เกิดการบูรณาการงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี เกิดการเชื่อมโยงระหว่างภาคการศึกษาและภาคเอกชนได้อย่างครบวงจร

รศ.ดร.สิรี ชัยเสรี ผอ.บพข. และคณะอนุกรรมการแผนอาหารมูลค่าสูงได้เข้าเยี่ยมชมโรงงานต้นแบบไบโอรีไฟนารี่ ณ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี สุรนารี เมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2565