กำจัดน้ำมันด้วยโพลิเมอร์เคลือบจุลินทรีย์

เปิดโครงงานโพลิเมอร์ย่อยสลายน้ำมันด้วยจุลินทรีย์ รางวัลเหรียญทอง ของ4 นศ.พระจอมเกล้าธนบุรี กำจัดการปนเปื้อนน้ำมันแบบใช้ซ้ำได้ เป็นการค้นพบใหม่ท้องตลาดไม่มีขาย

รายงานข่าวจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)เปิดเผยโครงงานประดิษฐ์ POD Economy ผลิตภัณฑ์โพลิเมอร์ ย่อยสลายน้ำมันด้วยจุลินทรีย์ชีวภาพ ของ 4 นักศึกษาปริญญาตรี ชั้นปีที่ 3 ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มจธ. ประกอบด้วย นางสาวนิศารัตน์ หวังเจริญมณี (ฟ้า), นางสาวชุดาวัลภ์ สมหวัง (เบบี้มายด์), นางสาวณิพภิชฌนันท์ เงินเพิ่มทรัพย์ (หมิง) และนางสาววิจิตรา ใจแก้ว (นิว) ได้รับรางวัลเหรียญทองระดับอุดมศึกษา กลุ่มพลังงาน วัสดุและเคมีชีวภาพ โครงการ Thailand New Gen Inventor Award: I-New Gen Award 2024 จัดโดยสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)  

นิศารัตน์ หรือฟ้า กล่าวว่า การบำบัดน้ำเสียเหมือนการชงกาแฟ การใช้จุลินทรีย์แบบผงคือการใช้กาแฟผงชงกับน้ำร้อนแล้วหมดไป แต่โพลิเมอร์ย่อยสลายน้ำมันด้วยจุลินทรีย์ชีวภาพ หรือ POD Economy (Polymer for Oil Degradation)  เหมือนกาแฟในซองกระดาษที่ชงใหม่ได้ งานที่ทำคือ การทำให้จุลินทรีย์ยึดเกาะกับโพลิเมอร์ให้ได้

“การศึกษาเชื้อจุลินทรีย์ในธรรมชาติของรุ่นพี่ปริญญาเอกในภาควิชา ที่ค้นพบจุลินทรีย์สายพันธุ์ธรรมชาติ ตัวที่คุณสมบัติเด่นด้านการกำจัดน้ำมัน กับที่กลุ่มเราเคยใช้เทคนิคอิมโมบิไลเซชัน (Immobilization) ตรึงจุลินทรีย์บนผิววัสดุสังเคราะห์  จึงเกิดไอเดียว่า หากทำให้จุลินทรีย์นี้ดำรงชีวิตอยู่บนพื้นผิวของวัสดุลอยน้ำที่มีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงได้  ก็จะเกิดผลิตภัณฑ์บำบัดน้ำมันในน้ำที่มีคุณสมบัติเด่นและใช้ซ้ำได้’” 

ชุดาวัลภ์ หรือเบบี้มายด์ กล่าวว่า ที่เลือกใช้โพลิเมอร์ เพราะเป็นวัสดุยึดเกาะที่มีผลิตจำหน่ายในท้องตลาดอยู่แล้ว เราเลือกโพลิเมอร์ที่มีพื้นที่ผิวสัดส่วนสูง ผิวหน้ามีรอยพรุน รอยหยักที่เหมาะกับการยึดเกาะของจุลินทรีย์

วิจิตรา หรือนิว กล่าวว่าใช้เทคนิคหลายอย่างเพื่อเปลี่ยนจุลินทรีย์ที่ย่อยน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยธรรมชาติ จุลินทรีย์นี้เหมือนชนิดอื่น คือบริโภคน้ำตาลเป็นหลัก  จะกินน้ำมันต่อเมื่อไม่มีอาหารหลัก จึงต้องหาสภาวะที่จะทำให้จุลินทรีย์สายพันธุ์นี้ เปลี่ยนมากินน้ำมันเป็นอาหารหลัก เสริมด้วยการใส่จุลินทรีย์อีกชนิดหนึ่งเข้าไปเป็นตัวรอง จุลินทรีย์ตัวที่สองจะปล่อยสารชนิดหนึ่งที่ไปทำให้โมเลกุลของน้ำมันมีขนาดเล็กลง ทำให้จุลินทรีย์หลักของเรากินน้ำมันได้มากขึ้นและเร็วขึ้น

ณิพภิชฌนันท์  หรือหมิง กล่าวถึงประสิทธิภาพการกำจัดน้ำมันว่า POD ที่ตรึงจุลินทรีย์ไว้บนผิวในการทดลอง ทำงานได้ดีที่อุณหภูมิห้อง เหมาะกับการใช้ในเมืองร้อน การคำนวณประสิทธิภาพการย่อยน้ำมัน พบว่า POD 5 ชิ้น (น้ำหนักประมาณ 1.5 กรัม) ย่อยสลายน้ำมันได้ 1-2 มิลลิลิตร ใน 3 วัน  ชิ้น POD ที่นำไปกำจัดน้ำมัน จะมีปริมาณจุลินทรีย์มากขึ้น  ทำให้ประสิทธิภาพการกำจัดน้ำมันของการนำ POD มาใช้ซ้ำในครั้งที่ 2 และ 3 ยังใกล้เคียงกับการใช้ครั้งแรก

“จากการสืบค้นเทคนิคการกำจัดน้ำมันด้วยจุลินทรีย์ ปัจจุบันยังไม่มีผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคนิคการนำจุลินทรีย์ติดบนผิวโพลิเมอร์ออกวางจำหน่าย หรือผลิตเพื่อการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม  จึงขอจดอนุสิทธิบัตรกระบวนการเลี้ยงให้จุลินทรีย์เลือกที่จะกินน้ำมันเป็นหลัก และเรารู้แล้วว่าสามารถใช้จุลินทรีย์ 2 ชนิดนี้เพื่อกำจัดน้ำมันในน้ำได้  ก็อยากศึกษาต่อระดับปริญญาโท เพื่อระบุตำแหน่งของยีนที่ทำหน้าที่ดังกล่าว”  น้องฟ้า กล่าว

ผศ. ดร.นุจริน จงรุจา อาจารย์ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มจธ. อาจารย์ที่ปรึกษาของกลุ่ม กล่าวว่า เบื้องหลังของโครงงานประกวดชิ้นนี้ คือการนำองค์ความรู้จากการค้นคว้าวิจัยของกลุ่มวิจัยของภาควิชาจุลชีววิทยา ประกอบด้วย ทีมอาจารย์และนักศึกษาตั้งแต่ระดับปริญญาตรี ปริญญาโท และปริญญาเอก มาเป็นฐานคิดในการพัฒนาเป็นโครงงานให้นักศึกษาได้ทำ ช่วยให้มีทักษะการค้นคว้าวิจัยและการทำงานเป็นทีม

จุลินทรีย์กำจัดน้ำมัน  คือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก กินน้ำมันได้ จึงนิยมใช้กำจัดคราบน้ำมันที่รั่วไหลลงทะเลและแหล่งน้ำ รวมถึงการกำจัดน้ำมันที่ปนเปื้อนกับน้ำทิ้งในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม การใช้งานส่วนใหญ่จะเทผงจุลินทรีย์บนผิวหน้าน้ำในบ่อบำบัด ปล่อยทิ้งจนกว่าน้ำมันที่เจือปนจะลดลงถึงเกณฑ์ที่กฎหมายกำหนด จึงจะปล่อยออกสู่ภายนอก แม้ว่าจุลินทรีย์เหล่านี้ไม่มีอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต แต่เป็น ต้นทุนที่โรงงานต้องจ่ายทุกครั้งที่บำบัดน้ำ นำกลับมาใช้ใหม่ไม่ได้