กระบวนการ One-pot เปลี่ยนของเสียจากอ้อยเป็นเชื้อเพลิงอากาศยาน

ของเสียจากอ้อยอาจถูกต่อยอดเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้อย่าง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจมากขึ้น จากความร่วมมือวิจัยระหว่าง มหาวิทยาลัย Queensland และ สถาบันเทคโนโลยีแห่งอินเดีย ในกรุงเดลี (Indian Institute of Technology Delhi)

Neethu Joshikumar นักศึกษาปริญญาเอก ประสบความสำเร็จในการทดสอบกระบวนการที่ช่วยลดความซับซ้อนของการเตรียม ชานอ้อย ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาล เธอกล่าวว่า ขณะที่หลายประเทศกำลังเร่งเปลี่ยนผ่านสู่เชื้อเพลิงยั่งยืน ความสนใจในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ยังมีข้อจำกัดสำคัญที่ต้องแก้ไข โดยเฉพาะ ลิกนิน ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ย่อยสลายยากและขัดขวางการเข้าถึงน้ำตาลที่นำไปหมักได้ในชานอ้อย

โดยทั่วไป กระบวนการผลิตเอทานอลแบบเดิมต้องใช้การแช่ชานอ้อยเพื่อกำจัดลิกนินและแยกเซลลูโลสออกมา ซึ่งต้องพึ่งพากรดที่มีความเป็นพิษ มีต้นทุนสูง และใช้น้ำในปริมาณมาก งานวิจัยนี้จึงมุ่งพัฒนาวิธี ปรับสภาพวัตถุดิบล่วงหน้า เพื่อลดต้นทุนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของกระบวนการแปรรูป

Neethu ใช้ตัวทำละลายยูเทคติกลึก หรือ ดีอีเอส (deep eutectic solvent: DES) ซึ่งเป็นของเหลวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ต่างจากการใช้กรด เพราะ DES ไม่ทำลายเอนไซม์และยีสต์ที่จำเป็นต่อการหมัก จึงสามารถดำเนินกระบวนการทั้งหมดได้ในกระบวนการเดียว (one-pot) โดยไม่ต้องแยกขั้นตอนหรือใช้น้ำล้าง ส่งผลให้ลดทั้งการใช้ไฟฟ้าและระยะเวลาในการผลิต

นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังวิเคราะห์สายพันธุ์อ้อยหลายชนิด และพบว่าอ้อยที่มี ปริมาณเซลลูโลสสูงและลิกนินต่ำ ให้ผลผลิตเอทานอลดีที่สุด หากนำระบบนี้ไปบูรณาการกับโรงงานน้ำตาล กระบวนการผลิต ไบโอเอทานอลแบบ One-pot ที่ใช้ DES จะมีความสามารถในการแข่งขันเชิงเศรษฐกิจและมีความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม

งานวิจัยนี้ได้รับการต่อยอดโดย ศูนย์วิจัย ARC Research Hub for Engineering Plants to Replace Fossil Carbon ของมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ ซึ่งมุ่งพัฒนาชีวมวลพืชเพื่อให้การผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน (SAF) ทำได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้น