ม.มหิดลพลิก “กากกาแฟ” สู่เชื้อเพลิงชีวภาพมูลค่าสูง ลดขยะ ลดคาร์บอน

นักวิจัยมหาวิทยาลัยมหิดล พัฒนานวัตกรรมแปรรูปกากกาแฟด้วยเทคโนโลยี HTC เปลี่ยนของเหลือทิ้งจากร้านกาแฟเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพประสิทธิภาพสูง ช่วยลดต้นทุนพลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

ในยุคที่ภาคอุตสาหกรรมและสังคมกำลังมุ่งสู่แนวทางการพัฒนาอย่างยั่งยืน การเปลี่ยน “ขยะ” ให้กลายเป็น “ทรัพยากร” กำลังเป็นหนึ่งในแนวทางสำคัญของเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ล่าสุด นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมหิดลได้พัฒนานวัตกรรมเปลี่ยน “กากกาแฟ” ซึ่งเป็นของเหลือทิ้งปริมาณมหาศาล ให้กลายเป็น “เชื้อเพลิงชีวภาพ” มูลค่าสูง ช่วยลดปัญหาขยะอินทรีย์ พร้อมสร้างทางเลือกใหม่ด้านพลังงานสะอาดสำหรับภาคอุตสาหกรรมไทย

ข้อมูลจากสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ระบุว่า ประเทศไทยมีผลผลิตกาแฟเฉลี่ยกว่า 22,500 ตันต่อปี ในช่วงปี 2561-2565 จากพื้นที่เพาะปลูกเฉลี่ยกว่า 270,000 ไร่ ส่งผลให้เกิดกากกาแฟจำนวนมากในกระบวนการบริโภคและแปรรูป ซึ่งส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการนำกลับมาใช้ประโยชน์อย่างเต็มศักยภาพ

จากโจทย์ดังกล่าว จึงเกิดโครงการวิจัยที่ได้รับการสนับสนุนทุนจากหน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนากำลังคน และทุนด้านการพัฒนาสถาบันอุดมศึกษา การวิจัยและการสร้างนวัตกรรม (บพค.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีแปรรูปกากกาแฟให้กลายเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน (Hydrothermal Carbonization: HTC)

รองศาสตราจารย์ ดร.กมลวัฒน์ นาคะสรรค์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมสุขาภิบาล คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า จุดเด่นของเทคโนโลยี HTC คือสามารถนำวัสดุชีวมวลที่มีความชื้นสูงเข้าสู่กระบวนการได้ทันที โดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนการอบแห้งที่ใช้พลังงานสูงเหมือนกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วไป

“กากกาแฟเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่ยังมีศักยภาพด้านพลังงานสูง การนำมาแปรรูปด้วยเทคโนโลยี HTC ไม่เพียงช่วยลดปริมาณขยะ แต่ยังเพิ่มมูลค่าให้กับของเหลือทิ้ง และลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ” รองศาสตราจารย์ ดร.กมลวัฒน์ กล่าว

กระบวนการ HTC อาศัยน้ำหรือความชื้นที่มีอยู่ในกากกาแฟเป็นตัวกลางในการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีสำคัญ ทั้งไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) ดีไฮเดรชัน (Dehydration) และดีคาร์บอกซิเลชัน (Decarboxylation) จนได้ผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า “ไฮโดรชาร์” (Hydrochar) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพคุณภาพสูง

ผลการทดสอบพบว่า ไฮโดรชาร์จากกากกาแฟมีค่าพลังงานสูงถึง 29.6 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ใกล้เคียงกับถ่านหินแอนทราไซต์ที่ใช้ในภาคอุตสาหกรรม ขณะเดียวกันยังมีปริมาณไนโตรเจนและซัลเฟอร์ต่ำกว่าถ่านหิน จึงช่วยลดการปล่อยมลพิษและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการเผาไหม้ได้อีกด้วย

นอกจากนี้ การใช้วัตถุดิบที่มีความชื้นสูงอย่างกากกาแฟยังช่วยลดความเสี่ยงจากการเก็บรักษาชีวมวลเป็นเวลานาน ซึ่งอาจทำให้เกิดการเน่าเสียและสูญเสียคุณภาพวัตถุดิบก่อนเข้าสู่กระบวนการผลิต

ความสำเร็จของงานวิจัยครั้งนี้สะท้อนให้เห็นถึงศักยภาพของการนำนวัตกรรมมาขับเคลื่อนการจัดการขยะอย่างสร้างสรรค์ เปลี่ยนของเหลือทิ้งให้กลายเป็นทรัพยากรที่มีมูลค่า เพิ่มทางเลือกด้านพลังงานสะอาด และสนับสนุนเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศ

ในระยะต่อไป ทีมวิจัยเตรียมร่วมมือกับภาคเอกชนและภาคอุตสาหกรรมเพื่อขยายผลการใช้งานเชิงพาณิชย์ หวังผลักดันให้เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนำไปใช้ได้จริงในวงกว้าง และเป็นอีกหนึ่งต้นแบบของนวัตกรรมไทยที่สร้างคุณค่าจากขยะสู่พลังงานแห่งอนาคต

เชื้อเพลิงชีวภาพ, กากกาแฟ, นวัตกรรมลดขยะ, มหาวิทยาลัยมหิดล, พลังงานสะอาด, Circular Economy,ไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน, Hydrochar, แปรรูปกากกาแฟ, ขยะสู่พลังงาน, พลังงานทดแทน, เศรษฐกิจหมุนเวียน, ลดคาร์บอน, เทคโนโลยี HTC, เชื้อเพลิงชีวภาพจากชีวมวล, นวัตกรรมสิ่งแวดล้อม, การจัดการขยะอย่างยั่งยืน, งานวิจัยพลังงานไทย