นักวิจัย มจธ.พัฒนาอุปกรณ์ของไหลแบบไมโคร ศึกษาพฤติกรรมการเกิดฟิล์มของจุลินทรีย์เพื่อการผลิตก๊าซชีวภาพ

จันทร์ ๒๖ สิงหาคม ๒๐๑๙ ๑๕:๕๔
โดยทั่วไป การบำบัดน้ำเสียเพื่อผลิตเป็นก๊าซชีวภาพต้องผ่านกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน โดยอาศัยการทำงานร่วมกันของกลุ่มแบคทีเรียหลากหลายชนิด เพื่อย่อยสิ่งปฏิกูลซึ่งเป็นสารอินทรีย์โมเลกุลใหญ่ จำพวกแป้ง ไขมัน โปรตีน ให้เป็นสารอินทรีย์โมเลกุลเล็ก จนกระทั่งเกิดเป็นก๊าซมีเทน หรือก๊าซชีวภาพ ซึ่งเป็นแหล่งพลังานทดแทนและเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่งในการลดตุ้นทุนทางพลังงาน เช่น นำไปใช้เป็นก๊าซหุงต้ม หรือนำไปบรรจุอัดเป็นเชื้อเพลิงเหลว เป็นต้น

ดร.สราวุธ ชื่นค้า คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) อธิบายว่า หัวใจสำคัญของกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ คือเชื้อแบคทีเรียชนิดที่ดำรงชีวิตโดยการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งมีอัตราการเจริญเติบโตช้า และไวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะแวดล้อมในถังหมัก เราจึงพบว่าในธรรมชาติ พวกมันพยายามปรับตัวโดยจะอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่ม มีความสัมพันธ์แบบเกื้อกูลกัน (syntrophism) ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ ก้อนตะกอน (granular sludge) และฟิล์มชีวภาพ (biofilm) การปรับตัวเพื่ออยู่ร่วมกันในแบบดังกล่าวทำให้ปริมาณแบคทีเรียสำคัญๆ ยังคงอยู่และยังสามารถเพิ่มปริมาณ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพ

ดร.สราวุธ เปิดเผยว่า งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาพฤติกรรมการเกิดฟิล์มชีวภาพในน้ำเสียอุตสาหกกรมโดยใช้เทคโนโลยีระบบของไหลแบบไมโครผนวกกับเคมีเชิงพื้นผิว หรือ "Wastewater Biofilm Formation of Acetogens and Methanogens using Microfluidic Technology and Bio-Interface Chemistry" ซึ่งเป็นงานวิจัยร่วมกับศูนย์ความเป็นเลิศเฉพาะด้านการจัดการ และใช้ประโยชน์จากของเสียอุตสาหกรรมเกษตร (Excellent Center of Waste Utilization and Management, EcoWaste) ของ มจธ. เพื่อศึกษาปัจจัยทางกายภาพต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อพฤติกรรมการเกิดฟิล์มชีวภาพ โดยการปรับใช้ศาสตร์เทคโนโลยีของไหลแบบไมโคร (microfluidic technology) มาจำลองสภาวะของถังหมักแบบไร้ออกซิเจน พร้อมกับศึกษาปัจจัยทางเคมีเชิงพื้นผิว เพื่อค้นหาวิธีในการเร่งการเกิดฟิล์มชีวภาพ

จุดเด่นของงานวิจัยนี้ คือการนำเทคโนโลยีของไหลแบบไมโครมาประยุกต์ใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ของไหลขนาดเล็กบนแผ่นกระจกสไลด์ หรือรู้จักกันในภาษาวิชาการว่า "lab-on-chip ทำให้การทดสอบสภาวะต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อการเกิดฟิล์มชีวภาพดำเนินไปได้พร้อม ๆ กัน เมื่อเทียบกับกระบวนการแบบดั้งเดิม ที่จะต้องใช้ถังหมักขนาดใหญ่หลายถังเพื่อจำลองสภาวะที่สนใจ อีกทั้ง ยังมีการผนวกศาสตร์ทางด้านนาโนเทคโนโลยีของการจัดเรียงตัวของโมเลกุลแบบอัตโนมัติ หรือ self-assembled monolayers มาปรับเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีของพื้นผิว เพื่อศึกษาปัจจัยทางเคมีที่ส่งผลต่อการเกิดฟิล์มชีวภาพอีกด้วย ซึ่งองค์ความรู้ที่ได้จากผลงานวิจัยนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบระบบถังหมักเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพในอนาคต

ข่าวประชาสัมพันธ์ล่าสุด

๑๖:๐๑ ALLY ผนึก Mural ลงทุนซื้อหุ้นสมาคมมวยปล้ำสเปน หวังผลักดันมวยปล้ำสเปนขึ้นแท่นลีกหลักในยุโรปและลาตินอเมริกา
๑๖:๓๙ โอกาสจองซื้อหุ้นกู้บริษัทชั้นนำ ช.การช่าง เสนอขายช่วงวันที่ 25 - 29 เมษายน 2567 ชูผลตอบแทน 3.40 - 4.10% ต่อปี อันดับความน่าเชื่อถือ A- ติดต่อผ่าน ธ.กรุงเทพ และ ธ.กรุงไทย
๑๖:๕๔ บางจากฯ สนับสนุนการเรียนรู้และพัฒนาเยาวชนในทักษะแห่งอนาคต ผ่านโครงการ SI Sphere: Sustainable Intelligence-based Society Sphere โดย UN Global Compact Network
๑๕:๑๓ เปิดไลน์อัพ 10 ศิลปินหน้าใหม่มาแรงแห่งปีจาก Spotify RADAR Thailand 2024
๑๕:๐๘ อาร์เอส กรุ๊ป เดินหน้ากลยุทธ์ Star Commerce ยกทัพศิลปิน-ดารา เป็นเจ้าของแบรนด์ และดันยอดขายด้วย Affiliate Marketing ประเดิมส่งศิลปินตัวแม่ ใบเตย อาร์สยาม
๑๕:๒๐ กสิกรไทยผนึกกำลังเจพีมอร์แกน เปิดตัวโปรเจกต์คารินา ดึงศักยภาพบล็อกเชน ลดระยะเวลาธุรกรรมการเงินระหว่างประเทศ
๑๕:๐๖ สเก็ตเชอร์ส จัดกิจกรรม SKECHERS PICKLEBALL WORKSHOP ส่งเสริมสุขภาพและขยายคอมมูนิตี้กีฬา Pickleball ในไทย
๑๕:๕๖ SHIELD จับมือแอสเซนด์ มันนี่ และ Money20/20 Asia จัดกิจกรรมระดมเงินบริจาคแก่มูลนิธิรามาธิบดี
๑๕:๔๓ 'ASW' เตรียมโอนกรรมสิทธิ์ 4 คอนโดฯ ใหม่ ไตรมาส 2 ครอบคลุมทั้งกรุงเทพฯ และภูเก็ตมูลค่ารวมกว่า 6,600 ล้านบาท
๑๕:๔๑ โก โฮลเซลล์ สนับสนุนเกษตรกรไทย ปูพรมจำหน่ายผลไม้ฤดูกาล สดจากสวนส่งตรงถึงมือคุณ