กระบวนการแยกองค์ประกอบเซลลูโลสจากผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรในท้องถิ่นโดยใช้สารละลายเคมีสีเขียวเพื่อสังเคราะห์เป็นวัสดุทางเลือก

บทคัดย่อ

ในช่วงเวลาของสถานการณ์มลพิษทางอากาศของ PM2.5 และการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัส COVID-19 ทำให้หน้ากากอนามัยเป็นเครื่องป้องกันพื้นฐานสำหรับบุคลากรสาธารณสุข รวมถึงประชากรทุกคนที่ยังต้องการหน้ากากอนามัยเพื่อเป็นเครื่องป้องกันสำหรับการใช้ชีวิตประจำวัน ดังนั้นการทิ้งหน้ากากจึงมีแนวโน้มที่สูงขึ้นเป็นอย่างมากเนื่องจากปัญหายังทวีความรุนแรง ส่งผลให้เกิดขยะจำนวนมากที่เกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลโดยเฉพาะอย่างยิ่งหน้ากากอนามัยที่ใช้แล้ว ซึ่งจะก่อให้เกิดปัญหาที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและจะส่งผลไปถึงสุขภาพของมนุษย์ในอนาคต สิ่งที่เกิดขึ้นนำไปสู่ความท้าทายในการค้นหาวิธีที่ยั่งยืนในการทดแทนวัสดุจากปิโตรเลียม โดยกระบวนการไบโอรีไฟเนอรี่ (Biorefinery) เป็นแนวทางการพัฒนาและวิจัยที่เกี่ยวเนื่องกับการผลิตเชื้อเพลิง สารเคมี และวัสดุชีวภาพ จากวัตถุดิบที่ได้จากพืชที่มีคุณสมบัติเป็นกลางทางคาร์บอน (carbon neutral) ดังนั้นการเปลี่ยนชีวมวลทางการเกษตรลิกโนเซลลูโลสเป็นผลิตภัณฑ์ชีวภาพทางเลือกจึงเป็นรูปแบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน โดยมีข้อดีคือ เป็นวัสดุตั้งต้นที่สามารถหมุนเวียนได้ในธรรมชาติ ดังนั้นการแยกองค์ประกอบทางเคมีของชีวมวลลิกโนเซลลูโลสจึงเป็นขั้นตอนที่มีความสำคัญในกระบวนการใช้ประโยชน์จากชีวมวลแบบบูรณาการ ซึ่งมุ่งเน้นการใช้องค์ประกอบแต่ละส่วนของชีวมวลให้เกิดประโยชน์สูงสุดสำหรับผลิตภัณฑ์ชีวภาพ สำหรับงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนากระบวนการแยกองค์ประกอบชีวมวลตัวอย่างด้วยสารละลายเคมีสีเขียวที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงได้ผลลัทธ์ขององค์ประกอบที่แยกได้ทั้งในเชิงคุณภาพและปริมาณ โดยจะมุ่งเน้นในการใช้ส่วนของเซลลูโลสที่เป็นเส้นใยจากธรรมชาติในการผลิตแผ่นกรองอากาศด้วยกระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต โดยมีการปรับปรุงคุณสมบัติเพิ่มเติมในแง่ของการต้านจุลชีพและการไม่ดูดซึมน้ำ ซึ่งกระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตเป็นวิธีผลิตที่มีความคงที่และสม่ำเสมอของเส้นใย และยังเป็นวิธีที่มีราคาต้นทุนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยโครงการวิจัยนี้จะรวมถึงกระบวนการออกแบบและขึ้นรูปแผ่นกรองอากาศเป็นหน้ากากที่มีคุณภาพสูง นอกจากนี้มีการศึกษาประสิทธิภาพของแต่ละกระบวนการโดยการวิเคราะห์ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของผลิตภัณฑ์ร่วม เพื่อศึกษาถึงแนวทางในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ร่วมเป็นผลิตภัณฑ์ที่ตอบโจทย์ในอุตสาหกรรมไบโอรีไฟเนอรี ซึ่งการศึกษาจะรวมถึงขั้นตอนการประเมินความเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐศาสตร์ตั้งแต่กระบวนการต้นน้ำถึงปลายน้ำเพื่อเป็นองค์ความรู้ในการพัฒนาไปสู่ระดับอุตสาหกรรมต่อไปในอนาคต โครงการวิจัยนี้จึงเป็นการสร้างองค์ความรู้สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีไบโอรีไฟเนอรี่ผ่านการใช้ประโยชน์จากวัสดุธรรมชาติเป็นผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อนำไปสู่การจัดการของเสียที่สอดคล้องตามสถานการณ์ร้ายแรงที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน จากผลการดำเนินงานภายใต้โครงการสามารถดำเนิงานได้ตามวัตถุประสงค์และแผนการดำเนินงานของโครงการ โดยผลผลิตภายใต้โครงการประกอบด้วยผลงานตีพิมพ์ระดับนานาชาติจำนวน 5 ฉบับ และมีส่วนร่วมในการผลิตบัณฑิตจำนวน 2 คน

คำสำคัญ