ซิลิกา (Silica) เป็นวัตถุดิบสำคัญในหลายอุตสาหกรรมของไทย ตั้งแต่ยางรถยนต์ เครื่องสำอาง เวชภัณฑ์ อิเล็กทรอนิกส์ ไปจนถึงวัสดุก่อสร้าง ทำให้มีความต้องการใช้สูงมาก อย่างไรก็ตาม ประเทศไทยสามารถผลิตได้เพียง 40% ของความต้องการ ส่วนที่เหลือยังต้องนำเข้าด้วยต้นทุนที่สูง ซึ่งได้รับผลกระทบจากราคาพลังงานและความผันผวนของเศรษฐกิจโลก การพัฒนาแหล่งผลิตซิลิกาภายในประเทศจึงเป็นกุญแจสำคัญในการลดการพึ่งพาการนำเข้า สร้างความมั่นคงทางเศรษฐกิจ และเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมไทยบนเวทีโลก
จึงเป็นจุดเริ่มต้นให้ ผศ. ดร.สิริลักษณ์ เจียรากร อาจารย์ประจำคณะพลังงานสิ่งแวดล้อมและวัสดุ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ได้พัฒนากระบวนการสกัดไบโอซิลิกาบริสุทธิ์สูงจากแกลบข้าว ด้วยเทคนิคที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและไร้สารเคมีตกค้าง เพื่อนำของเหลือจากภาคการเกษตรอย่างแกลบซึ่งมีปริมาณมหาศาลมาเพิ่มมูลค่าเป็นวัตถุดิบที่มีศักยภาพสูง โดยแกลบข้าวเป็นวัสดุที่มีซิลิกาสูงถึง 20-25% ทำให้ได้รับความสนใจในเชิงอุตสาหกรรมมานาน แต่วิธีการสกัดซิลิกาแบบดั้งเดิมมักใช้กระบวนการเผาที่อุณหภูมิสูงร่วมกับสารเคมีเข้มข้น เช่น กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก และกรดไนตริก แม้ว่าจะให้ซิลิกาบริสุทธิ์สูง แต่ก็มีข้อเสียในแง่ของการใช้พลังงานสูง สารเคมีตกค้าง และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ผศ. ดร.สิริลักษณ์ เล่าว่า เป้าหมายหลักคือการพัฒนา Green Silica Extraction หรือกระบวนการสกัดไบโอซิลิกาที่ลดการใช้พลังงานและเลี่ยงการใช้สารเคมีที่เป็นอันตราย ทำให้ได้ซิลิกาบริสุทธิ์สูงแต่ไม่สร้างมลพิษ โดยการใช้กระบวนการทางชีวภาพแทนสารเคมี ด้วยวิธีการหมักแกลบด้วยจุลินทรีย์ธรรมชาติ ซึ่งทำให้ได้ซิลิกาที่มีความบริสุทธิ์สูงถึง 96-97% ปราศจากสารเคมีตกค้าง กระบวนการนี้เริ่มจากการเอาแกลบมาหมักกับจุลินทรีย์ พด.1 ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ชีวภาพที่กรมพัฒนาที่ดินแจกให้กับเกษตรกร ช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ในแกลบตามธรรมชาติ พอหมักได้ที่แล้วก็นำไปล้างและเผาที่อุณหภูมิควบคุม ทำให้ได้ไบโอซิลิกาออกมาเป็นผงละเอียด ขนาดอนุภาคอยู่ที่ 60-200 ไมครอน และมีพื้นที่ผิวประมาณ 148 ตารางเมตรต่อกรัม ซึ่งตรงตามมาตรฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและเวชสำอาง ที่ต้องการวัตถุดิบปลอดภัยสูง
ผศ. ดร.สิริลักษณ์ กล่าวเสริมว่า นวัตกรรมนี้ช่วยลดต้นทุนการผลิตและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากกระบวนการผลิตซิลิกาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไบโอซิลิกาที่สกัดได้มีค่าคาร์บอนฟุตพริ้นท์เพียง 0.17 กิโลกรัมคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (kgCO?e) ซึ่งต่ำกว่ากระบวนการผลิตซิลิกาแบบดั้งเดิมถึง 30 เท่า นอกจากนี้ ต้นทุนการผลิตยังอยู่ในระดับที่ต่ำ เฉลี่ยประมาณ 100 บาทต่อกิโลกรัม (ในระดับนำร่อง) แต่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการซิลิกาเกรดสูง เช่น เครื่องสำอางและเวชสำอาง ซึ่งในตลาดปัจจุบันมีราคาขายอยู่ที่ 1,000-3,000 บาทต่อกิโลกรัม แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของกระบวนการนี้ในการสร้างมูลค่าเพิ่มจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หากประเทศไทยสามารถพัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้เข้าสู่ระดับอุตสาหกรรม จะช่วยลดการนำเข้าซิลิกาจากต่างประเทศ สนับสนุนเศรษฐกิจหมุนเวียน และเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศในตลาดโลก
ปัจจุบัน งานวิจัยนี้อยู่ในขั้นตอนของการถ่ายทอดเทคโนโลยีให้กับภาคเอกชนและวิสาหกิจชุมชน โดยมีการพัฒนารูปแบบการผลิตในระดับนำร่อง (Pilot Scale) ซึ่งสามารถขยายสู่ระดับอุตสาหกรรมได้ทันที โรงงานที่สนใจสามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปปรับใช้กับกระบวนการผลิตของตนได้ โดยอาศัยเครื่องจักรที่มีอยู่แล้ว เช่น เตาเผาและหม้อหมัก ทำให้ไม่จำเป็นต้องลงทุนเพิ่มมากนัก นับเป็นโอกาสสำคัญสำหรับภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการใช้ซิลิกาจากแหล่งวัตถุดิบที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ประเทศไทยเป็นหนึ่งในผู้ผลิตข้าวรายใหญ่ของโลก ด้วยผลผลิตมากกว่า 30 ล้านตันต่อปี ส่งผลให้มีแกลบเหลือใช้สูงถึง 8 ล้านตันต่อปี หากสามารถนำแกลบเพียง 10% มาใช้ประโยชน์ จะสามารถผลิตไบโอซิลิกาได้มากถึง 200,000 ตันต่อปี ซึ่งเพียงพอต่อการลดการนำเข้าและรองรับความต้องการของอุตสาหกรรมที่กำลังเติบโตอย่างเครื่องสำอาง เภสัชกรรม และอุตสาหกรรมยาง
จุดเด่นของเทคโนโลยีการสกัดไบโอซิลิกานี้คือ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ต้นทุนการผลิตต่ำ และช่วยลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ได้ถึง 30 เท่า ซึ่งเปิดโอกาสให้ประเทศไทยสามารถก้าวขึ้นเป็นศูนย์กลางการผลิตไบโอซิลิกาในภูมิภาคเอเชีย ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมภายในประเทศ ลดการพึ่งพาวัตถุดิบนำเข้า และสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับเศรษฐกิจ สอดคล้องกับ แนวทางเศรษฐกิจ BCG (Bio-Circular-Green Economy) ที่ประเทศกำลังมุ่งหน้าไป
หากผู้ประกอบการสนใจนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรม สามารถติดต่อขอข้อมูลเพิ่มเติมหรือขอคำปรึกษาได้ที่ ดร.อมรรัตน์ วัฒนล้ำเลิศ หน่วยงานถ่ายทอดเทคโนโลยี มจธ. อีเมล : [email protected]. โทร. 0 2-470- 9626
ที่มา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
