นวัตกรรมไส้มันสำปะหลัง ดูดซับคราบน้ำมันได้! ไอเดีย นศ.มจธ.
เหตุการณ์การรั่วไหลของน้ำมันในทะเลที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นการรั่วไหลเล็กน้อยจากเรือ หรืออุบัติเหตุครั้งร้ายแรงของท่อขนส่งน้ำมัน สร้างผลกระทบหนักกับระบบนิเวศ และสิ่งแวดล้อมในทะเลรวมถึงบริเวณชายฝั่ง ประกอบกับประเทศไทย มีการเพาะปลูกมันสำปะหลังซึ่งจัดเป็นพืชเศรษฐกิจสำคัญของไทย โดยสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร ระบุว่า ประเทศไทยมีผลผลิตมันสำปะหลังกว่า 29 ล้านตัน ในปี 2564 และเป็นที่ทราบกันว่าเกือบทุกชิ้นส่วนของมันสำปะหลัง อาทิ หัว และ เปลือก ถูกนำไปใช้ประโยชน์ ยกเว้นลำต้นมันสำปะหลัง ซึ่งจะพบว่าในช่วงเก็บเกี่ยวลำต้นของมันสำปะหลังจะยังนำมาใช้ประโยชน์น้อยและถูกทิ้งไว้
จึงเป็นที่มาของ “โครงงานวัสดุชีวภาพสำหรับดูดซับคราบน้ำมันในทะเล” ของน้องๆ 4 นักศึกษาจากภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ประกอบด้วย น.ส. พรไพลิน ลิปภานนท์ (ผักกาด), น.ส.ปิยฉัตร เสียมไหม (แพร) นักศึกษาชั้นปีที่ 2, นายกันต์ ขยันยิ่ง (กันต์) และนายตนปพน ปริยานันทวัฒน์ (เพชร) นักศึกษาชั้นปีที่ 3 ภายใต้ชื่อทีม It’s a cassava! ที่ได้จัดทำขึ้นเพื่อนำผลงานเข้าร่วมการประกวดนวัตกรรมอนุรักษ์ทรัพยากรทางทะเล ในโครงการ “PTTEP Teenergy: Young Ocean for Life Innovation Challenge” ที่ปตท.สผ.จัดขึ้น และผลงานชิ้นนี้ได้รับรางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1 ในหัวข้อ PROTECT เมื่อกลางเดือนธันวาคม 2564 ที่ผ่านมา
โดยไอเดียการนำไส้มันสำปะหลังมาเพิ่มมูลค่าเป็น”วัสดุชีวภาพสำหรับดูดซับคราบน้ำมันในทะเล” หรือ “สารชีวมวลดูดซับคราบน้ำมันในทะเล” นี้ น.ส.ปิยฉัตร เสียมไหม หรือ แพร เล่าว่า เป็นการนำโครงการในสมัยมัธยมศึกษาตอนปลายมาต่อยอด จากที่เคยนำไส้มันสำปะหลังไปเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับความชื้นในซองขนมแทนซิลิกาเจล ที่ใช้คุณสมบัติการดูดซับของไส้มันสำปะหลังมาประยุกต์ใช้เป็นวัสดุหรือสารชีวมวลดูดซับคราบน้ำมันแทน ซึ่งโครงงานนี้เป็นการศึกษาทดลองในระดับ Lab-scale คือ ทำเป็นทุ่นจำลองขึ้นมาแล้วนำไปดูดซับน้ำมันในภาชนะ
นายตนปพน ปริยานันทวัฒน์ หรือ เพชร เสริมว่า หลักการทำงานของไส้มันสำปะหลังนั้น สามารถดูดซับของเหลวได้ค่อนข้างดี เราจึงมองว่า น่าจะสามารถดูดซับน้ำมันได้เช่นกัน โดยมีการปรับเปลี่ยนสภาพพื้นผิวของไส้มันสำปะหลังเล็กน้อย จึงไปค้นหาข้อมูลงานวิจัยอื่นๆ เกี่ยวกับการทดลองนำวัสดุชีวภาพมาปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารเคมี แล้วนำมาปรับใช้กับไส้มันสำปะหลัง เพื่อให้สามารถดูดซับน้ำมันได้มากขึ้น ก็พบว่า สารไคโตซานมีความเหมาะสมสามารถนำมาใช้ในการทดลอง
“ผลการทดลองใช้ไส้มันสำปะหลังดูดซับน้ำมันได้ดี และมีข้อดีของไส้ต้นมันสำปะหลังมากกว่าวัสดุดูดซับอื่น คือ ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมในทะเล ราคาถูก เป็นของเหลือใช้จากวัตถุดิบทางการเกษตรของประเทศไทย และทุกคนก็สามารถเข้าถึงนวัตกรรมนี้ได้ง่าย” น.ส. พรไพลิน ลิปภานนท์ หรือ ผักกาด กล่าว
สำหรับขั้นตอนการดำเนินงานนั้น เราเริ่มจากการเตรียมไส้ตันมันสำปะหลังให้มีขนาดเล็ก จากนั้นนำไปอบ เพื่อไล่ความชื้น และปรับสภาพการศึกษาประสิทธิภาพในการดูดซับน้ำมันของไส้ตันมันสำปะหลังพบว่า ไส้มันสำปะหลังขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 3.35 มิลลิเมตร ที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวโดยการแช่ไคโตซาน มีความสามารถในการดูดซับน้ำมันได้ดีกว่าไส้มันสำปะหลังขนาดอื่น และสามารถดูดซับน้ำมันได้ดีกว่าวัสดุดูดซับชนิดอื่น เช่น ใบสน แกลบ และ เส้นผม เป็นต้น
แพร กล่าวว่า จากการทดสอบในห้องแล็บด้วยการทำทุ่นจำลอง ที่นำไส้มันสำปะหลังบรรจุในถุงผ้าขาวบาง ลงไปแช่ในภาชนะที่ใส่น้ำที่ผสมสีเขียว และน้ำมันดีเซล พบว่า ไส้ต้นมันสำปะหลังที่ถูกปรับสภาพพื้นผิว สามารถดูดซับน้ำมันได้ดี และดูดซับน้ำได้น้อย สังเกตได้จากสีเขียวของน้ำที่ติดไส้มันสำปะหลังน้อยมาก
“ผลจากการศึกษาเบื้องต้น ในการดูดซับน้ำมันจากไส้มันสำปะหลังพบว่า เมื่อนำไส้มันสำปะหลังไปแช่ในไคโตซานเพื่อปรับสภาพพื้นผิว จะเห็นว่ามีการดูดซับน้ำมันได้มากขึ้นกว่าตอนไม่ได้แช่ในไคโตซาน โดยไส้มันสำปะหลังที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว สามารถดูดซับน้ำมันและขยายตัวเพิ่มขึ้น”
นายกันต์ ขยันยิ่ง หรือ กันต์ กล่าวว่า การสร้างนวัตกรรมไส้ต้นมันสำปะหลังดูดซับน้ำมันนี้ เราได้นำความรู้จากห้องเรียนโดยเฉพาะการทดลองในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ และเคมีไปใช้ประโยชน์ได้เป็นอย่างดี และจากการเข้าร่วมแข่งขันครั้งนี้ทำให้ได้รับความรู้ในหลายด้าน ทั้งเรื่องการแบ่งเวลาการเรียนและการทำโครงงาน การบริหารจัดการเวลา ความอดทน และการแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้า โดยเฉพาะการทำวิจัยในห้องแล็บในช่วงสถานการณ์โควิด ถือเป็นประสบการณ์ที่ดี
อย่างไรก็ตาม ผลงานวัสดุทางชีวภาพสำหรับดูดซับน้ำมันในทะเลจากไส้ต้นมันสำปะหลังของนักศึกษากลุ่มนี้ แม้จะเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเล็กๆ แต่ได้จุดประกายให้เห็นถึงคุณค่าและประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่ของวัสดุเหลือทิ้งทางภาคเกษตรที่สามารถนำมาต่อยอดขยายผลยกระดับเพิ่มมูลค่าให้เป็นวัสดุหรือสารที่มีมูลค่าสูงและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ใช้ทดแทนตัวดูดซับสังเคราะห์ที่มีราคาแพงและย่อยสลายได้ยากในธรรมชาติ ที่สำคัญเป็นของที่หาได้ง่าย ราคาถูก และผลิตเองได้ในประเทศ
ที่มา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
