Improved performance of microbial strains for effective production of biogas, biofuels and biochemicals

เนื่องจากน้ำมันเชื้อเพลิงมีราคาราคาสูงขึ้น พลังงานทางเลือกจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จำเป็นต้องเร่งศึกษาและพัฒนา พลังงานหมุนเวียนมีบทบาทมากขึ้นและทั่วโลกให้ความสำคัญเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง พลังงานจากชีวมวลเป็นพลังงานหมุนเวียนประเภทหนึ่งที่หลายประเทศไทยให้การยอมรับและใช้งานอย่างแพร่หลาย เนื่องจากส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานที่ได้จากปิโตรเลียม ซึ่งมีปริมาณกำมะถันต่ำกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล ใช้แล้วไม่หมดไป และรวมทั้งยังสามารถเพิ่มมูลค่าจากของเหลือทิ้งทางการเกษตร เพิ่มรายได้ให้กับเกษตรกรในระยะยาว ประเทศไทยก็เป็นประเทศหนึ่งที่ให้ความสำคัญกับพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น โดยมีแผนพัฒนาพลังงานทดแทน (AEDP2012-2021) ซึ่งให้ความสำคัญกับพลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะพลังงานจาก ชีวมวล เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม จึงมีปริมาณชีวมวลจากสิ่งเหลือใช้ทางการเกษตรค่อนข้างมาก ได้แก่ ฟางข้าว แกลบ ชานอ้อย เศษไม้ เป็นต้น นอกจากนี้ภูมิอากาศของประเทศไทยยังมีศักยภาพและเหมาะสมในการเพาะปลูกกลุ่มพืชพลังงาน โดยพืชพลังงานที่ได้รับความนิยมในปัจจุบันเนื่องจากมีศักยภาพสูง เก็บเกี่ยวได้เร็ว และต้นทุนต่ำคือ หญ้าเนเปียร์ จึงทำให้เกิดโครงการที่จะวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมด้านพลังงานชีวภาพ โดยเน้นการเพิ่มศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าและความร้อนจากก๊าซชีวภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการแปรรูปวัตถุดิบ อาทิ หญ้าเนเปียร์หรือพันธุ์พืชต่างๆ หรือวัสดุเหลือทิ้ง อาทิ กล่องกระดาษ โดยกระบวนการหมักโดยใช้กลุ่มจุลินทรีย์จากธรรมชาติ อาทิกลุ่มที่ได้จากฟาร์มสัตว์ในแหล่งชุมชนต่างๆ หรือขยะอาหารจากชุมชน โดยเปรียบเทียบปริมาณก๊าซที่ผลิตได้และพลังงานความร้อนเพื่อแปรผลเป็นไฟฟ้าต่อไป และวิเคราะห์หาสัดส่วนปริมาณก๊าซ ปริมาณเอทานอล กลีเซอรอล กรดหรือสารอื่นๆที่ผลิต ตลอดจนตรวจสอบสัดส่วนของจุลินทรีย์ที่เหมาะสมต่อการผลิตพลังงานชีวภาพ

นอกจากนี้ในโครงการยังมีการวิจัยและพัฒนาการนำเอาเอนไซม์จากจุลินทรีย์เข้ามาใช้ในการทำปรับสภาพชีวมวล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยลิกโนเซลลูโลสิกเป็นน้ำตาลไซโลส และยังมุ่งเน้นพัฒนาการผลิตเชื้อจุลินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายลิกโนเซลลูโลสได้ ผลิตเอนไซม์ซูเปอร์ไซลาเนสที่มีศักยภาพสูงสำหรับกระบวนการปรับสภาพหญ้าเนเปียร์ก่อนเข้าสู่กระบวนการหมัก โดยปราศจากการสร้างสารพิษจากกระบวนการดังกล่าว รวมทั้งยังช่วยลดปริมาณการปรับสภาพโดยการใช้กรดด่าง หรือลดพลังงานความร้อน ซึ่งจะเป็นการลดต้นทุนในการผลิตแก๊สชีวภาพ และเป็นกระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากอุตสาหกรรมด้านการผลิตเชื้อเพลิงยังคงเป็นสิ่งจำเป็นในการดำรงชีวิตเป็นอย่างมาก และยังคงมีการศึกษาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการปัญหาภาวะขาดแคลนทรัพยากรเชื้อเพลิงจากธรรมชาติได้ ซึ่งองค์ประกอบที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพนั้น สามารถใช้ประโยชน์ได้จากพืช หรือ ชีวมวล รวมทั้งจุลินทรีย์ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการใช้ในการผลิต ไบโอเอทานอล หรือ สารชีวภาพอื่น ๆ อาทิสารชีวผลิตภัณฑ?ที่เป?นสารลดความหนืด ด้วยคุณสมบัติพิเศษ เช่น การทำให้เปียก, อิมัลชัน, ละลาย, สลายตัว, การเกิดฟอง และความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพความเป็นพิษต่ำ จึงทำให้เกิดการยอมรับทางนิเวศวิทยา ซึ่งเป็นประโยชน์ของสารลดแรงตึงผิวที่ได้รับตามธรรมชาติ จึงเป็นหนึ่งในการรับประกันความปลอดภัยของเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ จากความสำคัญนี้ จุลินทรีย์หรือยีสต์นั้นสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพในการผลิตไบโอชีวภาพอย่างแน่นอน การดัดแปลงหรือปรับปรุงพันธุกรรมของยีสต์เพื่อให้ได้คุณสมบัติหรือลักษณะที่ต้องการและเหมาะสมกับสภาวะแวดล้อมในการหมัก อาทิเช่น การเพิ่มการแสดงออกของโปรตีนที่หรือยีนเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตรวดเร็วของยีสต์และเพิ่มขีดความสามารถเจริญเติบโตได้ดีในสภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม จากการปรับปรุงพันธุกรรมยีสต์ให้เจริญได้ดีนี้ นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพ เชื้อเพลิงและสารชีวภาพอื่น ได้ดียิ่งขึ้น อีกทั้งการนำเทคนิคการดัดแปลงพันธุกรรมมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ยีนนั้น เป็นวิธีที่ทำให้ได้จุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการได้อย่างรวดเร็ว และนำมาใช้ประโยชน์พัฒนาการผลิตพลังงานและเชื้อเพลิงทางเลือก ซึ่งในปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมด้านพลังงานและเชื้อเพลิงชีวภาพ ทางเลือกมีความสำคัญต่อความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศเป็นอย่างยิ่ง