บพข. ขับเคลื่อนการพัฒนา 3 อุตสาหกรรม ด้วยแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน

เมื่อวันที่ 28 ธันวาคม 2565 ทีมอนุกรรมการแผนงานกลุ่มเศรษฐกิจหมุนเวียน บพข. นำโดย ดร.พงษ์วิภา หล่อสมบูรณ์ ประธานอนุกรรมการฯ พร้อมเจ้าหน้าที่ ลงพื้นที่ตรวจเยี่ยมการดำเนินโครงการที่ บพข. ได้มีการให้สนับสนุนการวิจัยภายใต้แผนงานกลุ่มเศรษฐกิจหมุนเวียนในปีที่ผ่านมา ณ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตบางเขน และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

โดยครั้งนี้ทีมอนุกรรมการฯ ได้มีการตรวจเยี่ยมการดำเนินงานจำนวน 3 โครงการ ใน 3 อุตสาหกรรม ได้แก่ อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ อุตสาหกรรมสิ่งทอ และอุตสาหกรรมก่อสร้าง พร้อมเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการสำหรับการดำเนินโครงการ และพูดคุย ระดมความคิด ให้คำปรึกษาในการแก้ปัญหาและข้อเสนอแนะในการดำเนินงานแก่ทีมนักวิจัย

โครงการ “การปรับปรุงสมรรถนะและคุณภาพของพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลทรีไซเคิลเพื่ออุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์”

โดย รศ.ดร.อำพร เสน่ห์ และทีมวิจัย ภาควิชาเทคโนโลยีการบรรจุและวัสดุ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ร่วมกับ บริษัท พีทีที โกลบอลเคมิคอล จำกัด (มหาชน) เพื่อพัฒนากระบวนการผลิตพลาสติกรีไซเคิล rPET (recycle PET) ให้มีประสิทธิภาพในการกำจัดสารปนเปื้อนในบรรจุภัณฑ์ PET ภายหลังการใช้งาน และพัฒนานวัตกรรมหรือเทคโนโลยีในการปรับปรุงคุณสมบัติให้กับ rPET ให้เหมาะสำหรับการผลิตบรรจุภัณฑ์คงรูป เช่น ขวด และถาด พร้อมทั้งตรวจวิเคราะห์และติดตามประสิทธิภาพในการกำจัดสารปนเปื้อนจาก POSTC-PET ในระหว่างกระบวนการรีไซเคิลที่มีการใช้สภาวะในการรีไซเคิลแตกต่างกัน และตรวจประเมินความปลอดภัยของ rPET สำหรับการใช้เป็นวัสดุสัมผัสอาหาร เพื่อให้สามารถนำพลาสติกประเภท PET ที่มีตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมปริมาณมหาศาล กลับสู่กระบวนการรีไซเคิล และกลับมาหมุนเวียนในระบบเศรษฐกิจ เพื่อช่วยลดปริมาณขยะตกค้างในประเทศ และยังเป็นการช่วยลดปริมาณการใช้ทรัพยากรใหม่อีกด้วย

แต่การจะนำพลาสติกดังกล่าวกลับมาใช้งานจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงปัจจัยด้านความปลอดภัยและความสามารถในการนำไปใช้งานของ rPET โดยเฉพาะเมื่อนำกลับมาผลิตเป็นวัสดุสัมผัสอาหารงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นที่จะพัฒนา rPET เพื่ออุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ โดยศึกษาตั้งแต่ผลกระทบของคุณภาพและการปนเปื้อนของขยะบรรจุภัณฑ์ที่เก็บสู่ระบบรีไซเคิลต่อคุณภาพของ rPET ที่ได้ ประเมินประสิทธิภาพในการกำจัดสารปนเปื้อนของระบบรีไซเคิลในปัจจุบันว่าเหมาะสมต่อการนำ rPET ที่ได้ไปใช้ผลิตวัสดุสัมผัสอาหารอีกครั้งหรือไม่

ซึ่งจากการลงพื้นที่ติดตามการดำเนินงานครั้งนี้ พบว่า ทีมวิจัยได้ดำเนินงานในภาพรวมสำเร็จไปกว่า 80% แล้ว โดยทีมวิจัยได้สามารถได้กระบวนการ recycle สามารถกำจัดสารปนเปื้อนออกไปได้ และขั้นตอนต่อไปคือการทำไปเทียบกับเกณฑ์ของ อย. นอกจากนี้ทีมวิจัยยังสามารถพัฒนาคุณสมบัติให้กับ rPET เพื่อการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในการผลิตวัสดุสัมผัสอาหารได้ และในขณะนี้อยู่ระหว่างการศึกษาความคุ้มค่าของพลาส vPET (virgin PET, เม็ดพลาสติกใหม่) เทียบกับ rPET

ในการนี้คณะอนุกรรมการฯ ได้เสนอแนะให้ทางทีมวิจัยจัดตั้งเป็นศูนย์รับทดสอบสารปนเปื้อนในบรรจุภัณฑ์ rPET เพื่อให้บริษัทเอกชนสามารถมาใช้บริการเพื่อนำผลรายงานไปยื่นกับทาง อย. และสถาบันทดสอบมาตรฐาน เพื่อขอการรับรองบรรจุภัณฑ์ rPET ที่ปลอดภัยสำหรับสัมผัสอาหาร ซึ่งนอกจากจะเป็นการสร้างรายได้ให้กับศูนย์วิจัย ยังเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับ rPET ที่สามารถใช้บรรจุอาหารได้อย่างปลอดภัยอีกด้วย

โครงการ “นวัตกรรมกระบวนการต้นแบบในการผลิตเส้นใยเซลลูโลสประดิษฐ์ (regenerated cellulose fiber) จาก เยื่อเซลลูโลสคุณภาพสูง (dissolving pulp) ของวัสดุเหลือทิ้งในอุตสาหกรรมสับปะรด”

โดย ดร.รังสิมา ชลคุป หัวหน้าโครงการและทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ร่วมกับ บริษัท แสงเจริญแกรนด์ หรือ SC GRAND ผู้ร่วมลงทุน เพื่อศึกษาและพัฒนากระบวนการผลิตเยื่อเซลลูโลสคุณภาพสูงหรือเยื่อละลายได้จากเส้นใยใบสับปะรด ซึ่งเป็นของเสียทางเกษตรกรรมที่มีมากที่สุดของประเทศไทย และมีทุกฤดูกาล อีกทั้งสามารถให้เส้นใยเซลลูโลสที่มีความบริสุทธิ์ มาเพิ่มมูลค่าด้วยการผลิตเป็นเส้นใยเซลลูโลสประดิษฐ์ (regenerated cellulose) ซึ่งในประเทศไทยมีการผลิตเพียง 2 บริษัท ซึ่งเป็นบริษัทต่างชาติ โดยวัตถุดิบเป็นไม้เนื้อแข็ง (hardwood) ยังไม่มีการผลิตด้วยการใช้เศษวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรเลย

โดยโครงการนี้ ได้ศึกษาและพัฒนากระบวนการผลิตฯ ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมต่อการขึ้นรูปไลโอเซลล์ และทดสอบสมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล และสมบัติในการดูดซับสี ของเส้นใยไลโอเซลล์ที่ขึ้นรูปได้ รวมถึงการศึกษาข้อมูลทางการตลาดและต้นทุนการผลิตของเส้นใยไลโอเซลล์จากเยื่อละลายได้ที่ผลิตจากเส้นใยสับปะรด ซึ่งทางทีมวิจัยได้รับความร่วมมือจากกลุ่มเกษตรกรเภอบ้านคา จังหวัดราชบุรี และบริษัทผู้ร่วมทุนในการผลิตเส้นใยจากใบสับปะรดด้วยเครื่องขูดเส้นใย (decorticating matchine) จากนั้นจึงนำเส้นใยที่ได้มาต้มเยื่อด้วยด่างในระบบปิด (Alkaline pulpling) และทำการฟอกขาว ที่ภาควิชาวิทยาการสิ่งทอ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และจึงนำเยื่อละลายที่ได้ไปขึ้นรูปเส้นใยไลโอเซลล์ด้วยวิธี Dry-Jet-Wet Spinning ในระดับปฏิบัติการ ณ ห้องปฏิบัติการภาควิชาวิศวกรรมสิ่งทอ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

ลักษณะของเส้นใยเซลลูโลสต้นแบบ

ซึ่งจากการติดตามผลการทำงาน พบว่า ทางทีมวิจัยสามารถได้ผลลัพธ์สภาวะที่เหมาะสมในเตรียมเยื่อและขึ้นรูปเส้นใยไลโลเซลล์ระดับห้องปฏิบัติการ ด้วยวิธี Dry-Jet-Wet Spinning (อยู่ระหว่างการเตรียมจดอนุสิทธิบัตร) โดยเมื่อเทียบกับตัวอย่างเส้นไลใยไลโอเซลล์จากเยื่อ softwood ทางการค้า และเส้นใยไลโอเซลล์ทางการค้า (TENCELL) พบว่าเส้นใยไลโอเซลล์ที่ขึ้นรูปได้มีความหนาแน่นและสีใกล้เคียงกัน มีลักษณะภาคตัดขวางแบนรี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยเล็กลงเมื่อเพิ่มความเร็วของการม้วนเก็บ แต่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า และมีการหดตัวได้มากกว่าเส้นใยไลโอเซลล์ทางการค้า และมีหมู่ฟังก์ชันทางเคมี และความเป็นผลึกใกล้เคียงกับเส้นใยไลโอเซลล์ทางการค้า มีความเสถียรต่อความร้อน ความต้านทานต่อแรงดึง และความสามารถในการดูดซับสีเมทิลีนบลูสูงกว่าเส้นใยไลโอเซลล์จากเยื่อ softwood ทางการค้า แต่เมื่อคำนวณต้นทุนการผลิตของเยื่อละลายได้จากเส้นใยใบสับปะรด และเส้นใยไลโอเซลล์ที่ขึ้นรูปได้ในห้องปฏิบัติการพบว่ามีต้นทุนอยู่ที่ 719.25 บาท/กิโลกรัม และ 64,418.13 บาท/กิโลกรัม (เมื่อมีการนำ NMMO กลับมาใช้ใหม่ได้ถึง 99.5%) แม้ว่าจากการศึกษาข้อมูลทางการตลาดของผลิตภัณฑ์เสื้อยืดรักษ์โลกที่ผลิตจากเส้นใยไลโอเซลล์จากเส้นใยใบสับปะรด โดยวิธีการเก็บข้อมูลจากการตอบแบบสอบถามออนไลน์ นั้นพบว่าโดยส่วนใหญ่ผู้ตอบแบบสอบถามมีความสนใจในสินค้าเสื้อยืดรักษ์โลกที่มีการนำเส้นใยจากใบสับปะรดซึ่งเป็นของเสียทางการเกษตรมาใช้เป็นวัตถุดิบ แต่ความคิดเห็นส่วนใหญ่เห็นว่าราคาที่เหมาะสมอยู่ในช่วง 601-800 บาท นอกจากนี้เนื่องจากสิทธิบัตรการผลิตเส้นใยไลโอเซลล์ยังไม่หมดอายุการคุ้มครอง จึงทำให้มีผู้ผลิตเส้นใยไลโอเซลล์ทั้งในและต่างประเทศจำนวนน้อยราย และใช้งบประมาณในการจ้างบริษัทในต่างประเทศเพื่อขยายกำลังการผลิตเส้นใยไลโอเซลล์ในราคาที่สูงเกินกว่าที่คณะผู้วิจัยคาดไว้ สิ่งนี้จึงนับเป็นอุปสรรคสำคัญที่ทำให้การดำเนินโครงการดังกล่าวต้องยุติลง

อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์จากการศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำใบสับปะรดมาทำเป็นเส้นใยเซลลูโลสประดิษฐ์ เราได้องค์ความรู้ในการผลิต เพียงแต่ยังจำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีให้มีความพร้อมสำหรับการขยายสเกลสู่เชิงพาณิชย์ ซึ่งหากทำสำเร็จจะช่วยลดของเสียในภาคการเกษตร ลดต้นทุนในการจัดการใบสับปะรดซึ่งมีจำนวนมาก เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศส่งออกสับปะรดแปรรูปอันดับต้นของโลก ทั้งยังเป็นการเพิ่มรายได้จากการขายใบสับปะรดซึ่งมีตลอดทุกฤดูกาลเพื่อป้อนให้กับโรงงาน ก่อให้เกิดอุตสาหกรรมสิ่งทอทางเลือกใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

จากการพูดคุยกับ คุณจิรโรจน์ พจนาวราพันธุ์ และ คุณสรรพัชญ์ พจนาวราพันธุ์ บริษัท แสงเจริญแกรนด์ จำกัด (SC GRAND) ซึ่งประกอบธุรกิจโรงงานปั่นด้ายที่เชี่ยวชาญการรีไซเคิลเศษของเสียในอุตสาหกรรมสิ่งทอมา 55 ปี และเป็นผู้ร่วมลงทุนในโครงการนี้ด้วย พบว่า แม้การดำเนินโครงการฯ จำเป็นต้องยุติเนื่องจากอุปสรรค์ด้านต้นทุนในการขยายกำลังการผลิตเส้นใยไลโอเซลล์ในเชิงพาณิชย์มีราคาที่สูงเกินกว่าที่ทีมวิจัยคาดไว้มาก อย่างไรก็ตามผลลัพธ์ที่ได้จากโครงการนี้ก็ทำให้ด้านผู้ประกอบการมองเห็นโอกาส และความเป็นไปได้ในการพัฒนาเพื่อต่อยอดองค์ความรู้นี้และเตรียมความพร้อมสำหรับการขยายสเกลเพื่อเข้าตลาดในอนาคต “การลงทุนครั้งนี้ เรานับว่าประสบผลสำเร็จ เพราะมันทำให้เรารู้ว่ามันเป็นไปได้ เราได้เห็นแนวทางที่จะไปต่อ แต่ตอนนี้เรายังต้องเตรียมความในอีกหลายอย่าง อย่างไรก็ดี เรามองว่านี่เป็นโอกาสที่ดี ซึ่งต้องขอบคุณ บพข. ที่ให้ทุนเรามาศึกษาวิจัย ได้ลองผิดลองถูก ซึ่งเป็นสามารถช่วยผู้ประกอบการได้เป็นอย่างมาก โดยเฉพาะผู้ประกอบการรายย่อย ที่ต้องการทำการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อขยายสเกลสู่ตลาดที่ใหญ่ขึ้น ดังนั้น แม้โครงการจะต้องยุติลง แต่เราสำหรับเรา มันคุ้มค่ามาก” คุณจิรโรจน์ กล่าว

จากการลงพื้นที่ตรวจเยี่ยมการดำเนินโครงการครั้งนี้ ทำให้ทีมอนุกรรมการได้เห็นถึงปัญหาที่เกิดขึ้นกับทีมวิจัย และได้ให้ข้อเสนอแนะพร้อมแนะนำแนวทางในการส่งข้อเสนอเพื่อขอทุนวิจัยต่อยอดองค์ความรู้จากโครงการดังกล่าวต่อไป

โครงการ “นวัตกรรมวัสดุก่อผนังอาคารเฮมพ์กรีตพร้อมตกแต่งผิวด้วยแกนกัญชงของประเทศไทยในเชิงพาณิชย์”

โดย ดร.รังสิมา ชลคุป หัวหน้าโครงการและทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนาตาก และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน ร่วมกับ บริษัท ดีดีเนเจอร์คราฟท์ จำกัด (ผู้ร่วมลงทุน) เพื่อพัฒนานวัตกรรมวัสดุก่อผนังอาคารเฮมพ์กรีตฉาบปูนสำเร็จรูปจากเส้นใยแกนกัญชงของประเทศไทยในเชิงพาณิชย์ ซึ่งแกนกัญชงนั้นเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการปลูกกัญชงเพื่อลอกเปลือกไปผลิตเป็นเส้นใยเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ โดยในต่างประเทศนำมาผลิตเป็นอิฐมวลเบาที่เรียกว่า “เฮมพ์กรีต” โดยเป็นการผสมแกนกัญชงบดย่อยแล้วใช้ไฮเดรตไลม์เป็นสารเชื่อมประสาน ซึ่งสายพันธุ์ของแกนกัญชงในต่างประเทศนั้นมีความแตกต่างกับของประเทศไทย ซึ่งต้องทำการศึกษาวิจัยสูตรใหม่โดยใช้แกนกัญชงที่ปลูกในประเทศและใช้สารเชื่อมประสานเป็นปูนซีเมนต์ผสมกับยิปซัมพลาสเตอร์เพื่อให้ได้สูตรการผลิตอิฐมวลเบาที่มีความแข็งแรงผ่านเกณฑ์มาตรฐาน มอก.

โครงการนี้มุ่งเป้าพัฒนากระบวนการผลิตและผลิตภัณฑ์เฮมพ์กรีต (อิฐบล็อกมวลเบาผสมแกนกัญชงบดย่อย) ใช้ในงานวัสดุก่อผนังอาคารให้มีความแข็งแรง และมีน้ำหนักเบา ได้มาตรฐาน มอก.2601 เพื่อแก้ไขจุดด้อยของผลิตภัณฑ์เฮมพ์คอนกรีตของงานวิจัยเดิมของคณะผู้วิจัยที่มีความแข็งแรงแต่น้ำหนักไม่เบาเนื่องจากใช้ซีเมนต์เป็นตัวเชื่อมประสาน รวมทั้งจุดด้อยของผลิตภัณฑ์เฮมพ์คอนกรีตแบบเดิมที่บริษัทผู้ร่วมทุนผลิตได้ ซึ่งมีน้ำหนักเบาแต่อ่อนแอไม่แข็งแรงเนื่องจากใช้ยิปซัมเป็นตัวเชื่อมประสาน และจุดด้อยของผลิตภัณฑ์เฮมพ์กรีตจากต่างประเทศที่มีน้ำหนักเบา แข็งแรง แต่ใช้เวลาในการแข็งตัวช้ามาก ประมาณ 1 เดือน เนื่องจากใช้ไฮเดรตไลม์เป็นตัวเชื่อมประสาน ซึ่งงานวิจัยนี้ได้มีการพัฒนาสูตรสารเชื่อมประสานใหม่เป็นครั้งแรก คือ ใช้ปูนซีเมนต์ร่วมกับยิปซัมพลาสเตอร์ ซึ่งได้ป่านการทดสอบเบื้องต้นในห้องปฏิบัติการแล้ว

ในการวิจัยครั้งนี้ ทีมวิจัยได้ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ร่วมกับยิปซัมพลาสเตอร์อย่าละครึ่ง และใช้ทรายละเอียดบดย่อยเป็นวัสดุเสริมความแข็งแรง (ซึ่งปูนซีเมนต์ช่วยให้แข็งแรง ยิปซัทพลาสเตอร์ช่วยให้แห้งเร็ว) ทำให้มีขั้นตอนการผลิตที่ไม่ยุ่งยาก ได้คุณสมบัติของเฮมพ์กรีตที่แข็งตัวเร็ว มีน้ำหนักเบา แข็งแรง ทนทาน เป็นฉนวนกันความร้อนที่ดี รวมทั้งพัฒนาผนังอาคารที่เป็นเอกลักษณ์ของกัญชงด้วยการผสมแกนกัญชงขนาดต่าง ๆ แล้วผสมลงในปูนฉาบสำเร็จรูปสำหรับฉาบผนังอิฐมวลเบาเพื่อตกแต่งลวดลาย

ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นจากโครงการนี้ เป็นการนำข้อดีของแต่ละเทคโนโลยีมาประกอบเข้าด้วยกันเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถทำให้เฮมพ์กรีตมีคุณสมบัติที่ดีขึ้นในด้านน้ำหนักเบาและแข็งแรง จนกระทั่งผ่านเกณฑ์มาตรฐาน มอก. ที่ยังไม่มีสูตรเฮมพ์กรีตในประเทศไทยทำได้มาก่อน มีขั้นตอนการผลิตที่ง่ายขึ้น มีต้นทุนในการผลิตที่ไม่สูง เหมาะกับบริษัทฯ ที่ร่วมสนับสนุนโครงการ และสามารถขยายผลไปสู่ SME และชุมชน