นักวิจัย มจธ. พบเทคนิคจัดการขยะอาหารเป็น ‘ไบโอชาร์’ ลดต้นทุนการกำจัดขยะ-การซื้อเชื้อเพลิงทดแทน ในภาคอุตสาหกรรม
ทีมวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) เพิ่มทางเลือกในการจัดการขยะอาหารรูปแบบใหม่ เปลี่ยนขยะอาหารให้เป็น ‘ไบโอชาร์’ (Biochar) หรือถ่านชีวภาพ ใช้เป็นแหล่งพลังงานความร้อนทดแทนการใช้ถ่านหินคุณภาพต่ำที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ
ดร.ไตรรัตน์ เมืองทองอ่อน ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) เล่าถึงจุดเริ่มต้นของการทำงานวิจัย การวิเคราะห์คุณสมบัติของไบโอชาร์ที่เตรียมจากขยะเศษอาหาร (Food Waste-to-Char Characteristics obtained from Various Kinds of Food Waste) ว่าการจัดการขยะอาหารโดยทั่วไป คือ การนำไปทำอาหารสัตว์ หมักทำปุ๋ย ทำน้ำหมักก่อนที่จะนำส่วนที่ไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ต่อได้ไปฝังกลบ ซึ่งกระบวนการนี้มีต้นทุนพอสมควร โดยเฉพาะค่าขนส่งที่ค่อนข้างสูง ทำให้มีผู้นำขยะอาหารไปใช้ประโยชน์ต่อค่อนข้างน้อย ทางทีมวิจัยจึงมองหาทางเลือกในการจัดการขยะอาหารรูปแบบใหม่โดยเปลี่ยนขยะอาหารให้เป็นไบโอชาร์
ดร.ไตรรัตน์ กล่าวว่า ขั้นตอนการวิจัยเริ่มต้นจากการเก็บข้อมูลปริมาณขยะในมหาวิทยาลัยและเก็บตัวอย่างขยะอาหารที่เป็นเศษอาหารแบบผสมจากโรงอาหาร แบ่งเป็น 2 กลุ่มคือ ขยะเศษอาหาร (เศษผัก เศษเปลือกผลไม้) และขยะเศษขนมปัง มาเปลี่ยนเป็นไบโอชาร์ด้วยกระบวนการไพโรไลซิส หรือกระบวนการความร้อนเคมี โดยใช้เตาปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง (Fixed-bed tube reactor) ที่ช่วยปรับปรุงขยะเศษอาหารให้กลายเป็นไบโอชาร์หรือถ่านชีวมวลภายใต้สภาวะหลายอุณหภูมิ โดยทำการทดลองทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะที่ควบคุมอุณหภูมิและปริมาณไนโตรเจน เป็นเวลา 1 ชม.
กระบวนการดังกล่าวได้เปลี่ยนขยะอาหารให้กลายเป็นเชื้อเพลิงแข็ง (Solid fuel) ชาร์ (Char) ชาร์โคล (Charcoal) หรือไบโอชาร์ (Biochar) ซึ่งมีสัดส่วนค่าคาร์บอนที่สูงขึ้น มีคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงใกล้เคียงถ่านหินคุณภาพต่ำ ใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนการใช้ถ่านหินได้ ถือเป็นการผลิตเชื้อเพลิงต้นทุนต่ำ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อภาคอุตสาหกรรม ลดต้นทุนการกำจัดขยะ และลดต้นทุนการซื้อเชื้อเพลิงทดแทน
“งานวิจัยนี้ทำให้เราทราบถึงคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงของขยะเศษอาหารและชีวมวล วิธีการเชิงเทคนิค รูปแบบเทคโนโลยีที่เหมาะสม และการออกแบบทางวิศวกรรมที่สามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิต และขยายผลต่อให้แก่หน่วยงานที่เกี่ยวข้องในระดับประเทศได้ ยกตัวอย่างเช่น คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน กระทรวงพลังงาน กระทรวงมหาดไทย กรมควบคุมพิษ กรมโรงงานอุตสาหกรรม ภาคการศึกษา ตลอดจนเอกชนหรือชุมชน เพื่อนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในการลดต้นทุนด้านพลังงาน และจัดการปัญหาขยะอาหารไปพร้อมกัน” ดร.ไตรรัตน์ กล่าว
ทั้งนี้ ดร.ไตรรัตน์ วางแผนต่อยอดงานวิจัยต่อไปในอนาคต ที่จะเป็นการศึกษากระบวนการผลิตไบโอชาร์จากขยะอาหารในภาคอุตสาหกรรม เช่น โรงงานอ้อยและน้ำตาล โรงงานผลิตอาหารสัตว์ อาหารปศุสัตว์ และโรงงานอาหารเสริมต่าง ๆ รวมถึงขยะอาหารจากประเทศอื่น ๆ ซึ่งทำให้ได้ไบโอชาร์ที่มีคุณสมบัติที่ต่างกัน
“ขยะอาหารแต่ละชนิดจะมีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน ทีมวิจัยเชื่อว่ายังมีขยะอาหารอีกมากที่สามารถเปลี่ยนเป็นไบโอชาร์ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้นอยู่อีก การวิจัยครั้งนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการจัดการปัญหาขยะอาหาร โดยทำให้ขยะอาหารสามารถนำมาใช้ประโยชน์ และกลับมาสร้างมูลค่าใหม่ให้กับอุตสาหกรรมได้อีกครั้ง เป็นทางเลือกการใช้ประโยชน์เพื่อเปลี่ยนผ่านไปสู่ความยั่งยืน ลดปริมาณขยะที่เกิดขึ้น และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน เพื่อให้สิ่งแวดล้อมกลับมาดีขึ้น” ดร.ไตรรัตน์ กล่าว
