นักวิทย์ฯ พบวิธีใหม่ในการเปลี่ยนซังข้าวโพดเป็นน้ำตาลราคาถูกเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Washington State (WSU) ได้ค้นพบวิธีใหม่ในการผลิตน้ำตาลจากซังข้าวโพดและของเสียทางการเกษตรอื่นๆ ซึ่งเปิดโอกาสในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่ยั่งยืนต่อโลกในรูปแบบใหม่ ๆ จากงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Bioresource Technology นักวิจัยได้นำเกลือด่างที่มีแอมโมเนียมซัลไฟต์ในการเปลี่ยนซังข้าวโพด เศษลำต้น เปลือก และอื่น ๆ ให้เป็นน้ำตาลราคาถูกเพื่อนำไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงและผลิตภัณฑ์ชีวภาพซึ่งสามารถลดต้นทุนในกระบวนการนี้ได้เป็นอย่างมาก

ศาสตราจารย์ Bin Yang จากภาควิชาวิศวกรรมระบบชีวภาพแห่ง WSU ในฐานะหัวหน้าคณะวิจัยกล่าวว่า “น้ำตาลราคาถูกคือตัวแปรสำคัญในการผลักดันเทคโนโลยีชีวภาพเช่นเชื้อเพลิงและชีมวลหมุนเวียนต่าง ๆ ให้สามารถแข่งขันได้ในเชิงพาณิชย์”

Yang และคณะวิจัยจากมหาวิทยาลัย Connecticut, ห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (NREL), ห้องปฏิบัติการผลิตภัณฑ์ป่าไม้ USDA ในเมดิสัน รัฐวิสคอนซิน และมหาวิทยาลัย Washington ในเซนต์หลุยส์ รัฐมิสซูรี ได้ศึกษาวิธีเปลี่ยนชีวมวลเซลลูโลสเช่นซังข้าวโพดและพืชที่มีลิกนินและเซลลูโลสสูงให้เป็นน้ำตาลได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยต้นทุนต่ำ แม้ว่าชีวมวลจะมีอยู่ในปริมาณมากและราคาถูก อีกทั้งมีศักยภาพในการเป็นแหล่งพลังงานและสารเคมีมูลค่าสูง แต่การแปรรูปก็มีต้นทุนสูงเช่นกัน เนื่องจากความซับซ้อนของโครงสร้างโมเลกุล เช่น เซลลูโลสและลิกนิน ซึ่งย่อยสลายได้ยาก การพัฒนาเทคโนโลยีการปรับสภาพใหม่ที่สามารถย่อยสลายพอลิเมอร์ชนิดซับซ้อนได้ดีขึ้นเพื่อผลิตน้ำตาลราคาถูกจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้สามารถนำทรัพยากรที่มีอยู่อย่างมหาศาลมาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้ในวงกว้าง

ในงานวิจัยนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายกระบวนการปรับสภาพซังข้าวโพดด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และแอมโมเนียมซัลไฟต์ภายใต้อุณหภูมิที่ไม่รุนแรง ซึ่งช่วยให้เอนไซม์สามารถย่อยสลายโครงสร้างเซลลูโลสให้กลายเป็นน้ำตาล ก่อนจะนำไปหมักเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพหรือผลิตภัณฑ์พลอยได้อื่น ๆ โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการฟื้นฟูสารเคมี คณะผู้วิจัยคำนวณว่า หากชดเชยต้นทุนด้วยการขายผลิตภัณฑ์พลอยได้อื่น ๆ แล้ว น้ำตาลที่ได้จะสามารถตั้งราคาขายได้ต่ำถึง 28 เซนต์ต่อปอนด์ ซึ่งแข่งขันได้กับน้ำตาลนำเข้าราคาถูก “กระบวนการที่อยู่ระหว่างการจดสิทธิบัตรนี้สามารถผลิตน้ำตาลหมักคุณภาพสูงสำหรับโรงกลั่นชีวภาพ และยังได้ปุ๋ยที่ช่วยฟื้นฟูธาตุอาหารในดินสำหรับเกษตรกรโดยไม่มีของเสียเหลือทิ้ง” Yang กล่าวเสริม

งานวิจัยดังกล่าวตีพิมพ์ลงใน Bioresource Technology ฉบับเดือนกรกฎาคม 2568 ในชื่อหัวข้อ: “การปรับสภาพซังข้าวโพดเบื้องต้นด้วยแอมโมเนียมซัลไฟต์แบบด่างโดยไม่จำเป็นต้องนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่เพื่อลดต้นทุนการผลิตน้ำตาลและนำของเหลวที่เหลือไปใช้เป็นปุ๋ย”

โครงการนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานเทคโนโลยีชีวพลังงานของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (U.S. Department of Energy’s Bioenergy Technologies Office)

Xiaowen Chen นักวิทยาศาสตร์จาก NREL และหัวหน้าโครงการกล่าวทิ้งท้ายว่า “จากนี้ เราจะพัฒนาเทคโนโลยีการปรับสภาพของเราให้พร้อมนำไปใช้งานจริงในระยะเริ่มต้น”