หน้าแรก คลังความรู้ 30 ปี สวทช. งานวิจัย 30 ปี สวทช. เทคโนโลยีช่วยยกระดับอุตสาหกรรมยางครบวงจร
เทคโนโลยีช่วยยกระดับอุตสาหกรรมยางครบวงจร
9 มิ.ย. 2564
0
30 ปี สวทช.
งานวิจัย 30 ปี สวทช.
ผลงานวิจัยเด่น

เทคโนโลยีช่วยยกระดับอุตสาหกรรมยางครบวงจร

ยางพาราเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญอย่างมากของประเทศไทยเพราะนอกจากจะสร้างรายได้จากการส่งออกปีละหลายแสนล้านบาทแล้ว ยังเกี่ยวข้องกับเกษตรกรและครอบครัวชาวสวนยาง รวมถึงช่วยสร้างงานในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องอีกหลายล้านคน 

ด้วยคุณสมบัติพิเศษของยางธรรมชาติที่ยืดหยุ่น กันน้ำ เป็นฉนวนกันไฟฟ้า เก็บและพองลมได้ดี ทำให้ความต้องการใช้งานยางธรรมชาติทั่วโลกยังมีอยู่มาก

อย่างไรก็ดีแม้ประเทศไทยในปัจจุบันจะมีการผลิตยางเทียมหรือยางสังเคราะห์ได้แล้ว แต่เนื่องจากเราเป็นผู้ผลิตยางธรรมชาติรายใหญ่ที่สุดของโลกมาอย่างต่อเนื่องยาวนาน และยังขาดการพัฒนากระบวนการผลิตยางดิบที่เป็นรูปธรรมทั้งในส่วนของโรงงานที่ผลิตน้ำยางข้น ยางแผ่นรมควัน หรือยางแท่ง โดยโรงงานส่วนใหญ่ยังเป็นโรงงานขนาดกลางและขนาดเล็ก ขาดเทคโนโลยีที่ทันสมัย อีกทั้งเกษตรกรยังใช้สารเคมีในการรักษาคุณภาพน้ำยาง ขั้นตอนการผลิตตั้งแต่ต้นทางเป็นอันตรายต่อสุขภาพและส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อม ขณะเดียวกันกระบวนการผลิตน้ำยางข้นในโรงงานก็มีขั้นตอนจำนวนมากที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะปัญหาเรื่องกลิ่นและการบำบัดน้ำเสียก่อนทิ้งให้ได้คุณภาพตามมาตรฐานโรงงานอุตสาหกรรม

ทีมนักวิจัยน้ำยางและวัสดุยาง กลุ่มวิจัยนวัตกรรมการแปรรูปยาง ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) จึงได้นำฐานวิจัยและองค์ความรู้เข้ามาช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพในการผลิตยางทั้งการยกระดับผลิตภัณฑ์น้ำยาง ผลิตภัณฑ์ยาง และการจัดการของเสียในโรงงานผลิตน้ำยางข้น เพื่อเพิ่มความปลอดภัยแก่ผู้เกี่ยวข้องและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมโดยมุ่งพัฒนาอุตสาหกรรมยางไทยและยกระดับผลิตภัณฑ์ยางอย่างครบวงจร

ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมามีผลงานที่ได้ผลเป็นรูปธรรม เริ่มตั้งแต่กระบวนการผลิตน้ำยางจากเกษตรกร โดยทั่วไปน้ำยางสดที่กรีดได้จากต้นยางพาราจะคงสภาพเป็นน้ำยางอยู่ได้ในช่วงระยะเวลาอันสั้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ผิวของอนุภาคยางและการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของแบคทีเรียโดยใช้สารอาหารในน้ำยางสด ทำให้อนุภาคยางรวมตัวกันเป็นก้อน เกิดบูดเน่ามีกลิ่นเหม็น ทำให้เกษตรกรไม่สามารถนำน้ำยางสดไปแปรรูปเป็นยางแผ่นได้

เกษตรกรจึงใช้แอมโมเนียหรือโซเดียมซัลไฟต์ (ยากันกรอก) เพื่อช่วยยืดอายุน้ำยางสดก่อนแปรรูปเป็นยางแผ่น แต่แอมโมเนียเป็นสารเคมีที่ระเหยง่าย มีกลิ่นฉุน เป็นพิษต่อผู้ปฏิบัติงานและไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ส่วนโซเดียมซัลไฟต์ช่วยยืดอายุน้ำยางสดได้ไม่เกิน 24 ชั่วโมง โดยหากใช้ในปริมาณมากจะทำให้การจับตัวน้ำยางสดทำได้ยาก และเกิดฟองอากาศในแผ่นยางทำให้ยางแผ่นมีราคาถูกลง

ทีมนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. จึงได้คิดค้นและพัฒนา “สารยืดอายุน้ำยางสดเพื่อการผลิตยางแผ่น” หรือที่เรียกว่า “BeThEPS” ขึ้น เพื่อช่วยยืดอายุน้ำยางสดได้นานกว่าเดิม 1-3 วันทำให้แผ่นยางจับตัวรีดง่าย เกิดลายดอกชัดเจนเพิ่มปริมาณยางแผ่นรมควันคุณภาพดี มีสมบัติทางกายภาพ สมบัติการคงรูป และสมบัติความแข็งแรงเชิงกลใกล้เคียงกับยางแผ่นรมควันที่ผลิตจากน้ำยางสดที่ไม่ได้ใช้สารรักษาสภาพน้ำยางได้รับการจัดชั้นคุณภาพยางเป็นยางแผ่นรมควันชั้น 3 และลดปริมาณยางตกชั้นลงได้ถึง 9% ช่วยเพิ่มมูลค่าจากการจำหน่ายยางแผ่นรมควันราว 900 บาท ต่อการผลิตยางแผ่น 1 ตัน

สารดังกล่าวยังช่วยทดแทนการใช้สารเคมีทั้งแอมโมเนียและโซเดียมซัลไฟต์และช่วยประหยัดค่าเชื้อเพลิง เนื่องจากยืดอายุน้ำยางสดยาวนานขึ้น จึงช่วยลดความถี่ในการขนส่ง ทำให้เกษตรกรมีเวลามากขึ้นและมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น ที่สำคัญช่วยลดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจากการลดใช้แอมโมเนีย ทั้งยังส่งผลดีต่อสุขภาพของเกษตรกรอีกด้วย ปัจจุบันงานวิจัยนี้ได้มีการถ่ายทอดสิทธิ์ให้แก่บริษัทเอกชนจำหน่ายผลิตภัณฑ์สาร BeThEPS ในเชิงพาณิชย์แล้ว

ขณะเดียวกันในกระบวนการผลิตน้ำยางของโรงงานนั้น ก็เป็นที่ทราบกันดีว่ามีหลายขั้นตอนที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและชุมชน ทั้งการใช้กรดซัลฟิวริกการจับตัวน้ำยางสกิม และการล้างเครื่องปั่นน้ำยาง ซึ่งทำให้เกิดกลิ่นและจะต้องบำบัดน้ำเสียก่อนทิ้งให้ได้คุณภาพตามมาตรฐานโรงงานอุตสาหกรรม ทำให้โรงงานต้องเสียค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียจำนวนมาก

เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ทีมนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. ได้พัฒนาเทคโนโลยี “GRASS” สำหรับการจัดการของเสียในโรงงานผลิตน้ำยางข้นที่มีประสิทธิภาพสูง ในรูปของสารใหม่สำหรับจับตัวน้ำยางสกิมและน้ำล้างเครื่องปั่น และกระบวนการแยกเนื้อยางและสารอนินทรีย์ออกจากตะกอนของเสียหรือขี้แป้งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้สามารถนำเศษยางธรรมชาติกลับมาใช้ได้ใหม่

ทั้งนี้เทคโนโลยี GRASS ประกอบด้วย GRASS 0 เพื่อใช้ทดแทนกรดซัลฟิวริก ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเดียวในปัจจุบันที่สามารถรวบรวมเนื้อยางได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ขึ้นกับอายุของน้ำยาง แหล่งที่มาของน้ำยาง และปริมาณของแอมโมเนียที่อยู่ในน้ำยาง ช่วยให้ดักน้ำยางจากน้ำทิ้งได้มากกว่าเดิมประมาณ 8% และพบว่าน้ำทิ้งยังมีสภาพเป็นกลาง ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ส่วน GRASS 1 เป็นสารจับตัวน้ำยางสกิมประสิทธิภาพสูง ผลิตยางสกิมคุณภาพสูงได้มากขึ้น ใช้ได้ดีกับน้ำยางสกิมใหม่และน้ำยางสกิมจากน้ำยางสดเก่าเก็บ โดยไม่ต้องใช้กรดซัลฟิวริก ทำให้น้ำทิ้งไม่มีสารซัลเฟตและไม่เป็นกรด สามารถนำไปผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้าหรือเป็นเชื้อเพลิงผลิตความร้อน

สำหรับ GRASS 2 เป็นสารจับตัวน้ำล้างเครื่องปั่นน้ำยางประสิทธิภาพสูง จับตัวน้ำล้างเครื่องปั่นน้ำยางได้อย่างสมบูรณ์และรวดเร็ว ทำให้ได้เนื้อยางคุณภาพดี และ GRASS 3 เป็นเทคโนโลยีการแยกเนื้อยางออกจากตะกอนน้ำยางหรือขี้แป้ง เพื่อนำยางกลับมาใช้ใหม่ รวมทั้งแยกสารอนินทรีย์ เพื่อสร้างมูลค่าเพิ่ม เช่น ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเซรามิกหรือปุ๋ย ทั้งนี้ยางที่แยกได้และสารอนินทรีย์ที่แยกออกมาตามความต้องการของโรงงาน สร้างรายได้เพิ่มให้โรงงานลดภาระในการกำจัดขี้แป้ง นอกจากได้น้ำทิ้งที่มีคุณภาพดีขึ้นแล้ว ยังได้สารผสมกลับมาในรูปของปุ๋ยฟอสเฟต สามารถนำไปโรยรอบโคนต้นยางเป็นปุ๋ยหมุนเวียนได้ และน้ำทิ้งที่ได้ยังนำวนกลับไปผลิตก๊าซมีเทน ทำให้ได้พลังงานชีวภาพเข้ามาใช้ในโรงงานอีกด้วย

อย่างไรก็ดี แม้จะมีการพัฒนาที่ตอบโจทย์ปัญหาการผลิตในอุตสาหกรรมยางแต่เรื่อง “ยางราคาตกต่ำ” ก็ยังเป็นปัญหาสำคัญของเกษตรกรชาวสวนยาง และเกิดขึ้นบ่อยครั้ง เนื่องจากประเทศไทยส่งออกน้ำยางข้นกว่า 80% เหลือใช้เองในประเทศไม่ถึง 20% เมื่อราคาในตลาดโลกมีความผันผวนสูง จึงกระทบอย่างมากต่อราคายางพาราในไทย แนวทางหนึ่งที่จะช่วยแก้ปัญหานี้ได้ก็คือ การเพิ่มสัดส่วนปริมาณการใช้งานในประเทศ ซึ่งจำเป็นต้องมีการพัฒนานวัตกรรมและผลิตภัณฑ์จากยางธรรมชาติในรูปแบบต่าง ๆ มากขึ้น

เพื่อตอบโจทย์ปัญหาดังกล่าว ทีมนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. ได้มีการพัฒนาน้ำยางข้นสำหรับทำผลิตภัณฑ์โฟมยาง หรือ ParaFIT เพื่อใช้ทดแทนน้ำยางข้นทางการค้าทั่วไป โดยมีคุณสมบัติพิเศษคือมีปริมาณแอมโมเนียต่ำกว่าน้ำยางพาราข้นทางการค้า 30-75% เป็นมิตรต่อผู้ทำงาน สิ่งแวดล้อม ชุมชน และลดผลกระทบของอุณหภูมิภายนอกที่มีต่อประสิทธิภาพการทำผลิตภัณฑ์โฟมยาง มีปริมาณซิงก์-ออกไซด์ที่มีส่วนประกอบของโลหะหนัก และเตตระเมทิลไทยูแรมไดซัลไฟด์ซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดสารไนโตรซามีน ที่เป็นสารก่อมะเร็ง น้อยกว่าน้ำยางพาราข้นทางการค้า (ชนิด LA และ MA) 30% ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยต่อผู้ผลิตน้ำยางพาราข้นและผลิตภัณฑ์โฟมยาง

การใช้ ParaFIT ยังช่วยให้เวลาในการบ่มน้ำยางก่อนนำไปใช้งานสั้นกว่าน้ำยางพาราข้นทางการค้า โดยใช้เวลาเพียง 3 วันหลังจากวันผลิต ขณะที่น้ำยางพาราข้นทางการค้าต้องใช้เวลา 21 วัน ช่วยลดเงินทุนหมุนเวียนในการรับซื้อน้ำยางพาราสดและประหยัดเงินลงทุนในการสร้างอุปกรณ์จัดเก็บน้ำยางพาราข้น โดยเทคโนโลยีดังกล่าวมีสหกรณ์การเกษตรบ้านแพรกหา จำกัด รับสิทธิ์ไปผลิตและจำหน่ายผลิตภัณฑ์

นอกจากนี้ ยังได้พัฒนาน้ำยางข้นผสมกับแอสฟัลต์เพื่อทำถนนลาดยางมะตอยที่เรียกว่า “น้ำยางโลมาร์” (LOMAR) ซึ่งเป็นน้ำยางข้นที่มีส่วนผสมของแอมโมเนียไม่เกิน 0.15% ของน้ำหนักน้ำยางข้น มีเสถียรภาพทางความร้อนสูงแม้นำไปใช้งานที่อุณหภูมิ 140-160 องศาเซลเซียส โดยไม่ต้องบ่มน้ำยางในถังพักไว้ 21 วันเหมือนน้ำยางข้นทางการค้า และสามารถนำไปใช้งานทันทีภายใน 1-2 วัน หลังจากวันที่ผลิต มีอายุการใช้งานนานกว่า 6 เดือน

น้ำยางโลมาร์สามารถใช้เพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์พาราเอซี ตามมาตรฐาน มอก.2731-2559 ลดมลพิษจากไอระเหยของแอมโมเนียในกระบวนการผลิตพาราเอซี จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และลดเงินลงทุนในการติดตั้งอุปกรณ์ดักจับก๊าซแอมโมเนียและสร้างบ่อบำบัดน้ำเสีย ปัจจุบันน้ำยางโลมาร์ที่ผลิตโดยบริษัทไทยอีสเทิร์น รับเบอร์ จำกัด จังหวัดชลบุรี ได้มีการนำไปผสมกับแอสฟัลต์เพื่อทำถนนลาดยางมะตอยโดยบริษัท ทิปโก้แอสฟัลท์ จำกัด (มหาชน) 

เพื่อกระตุ้นเกิดอุตสาหกรรมที่ใช้ยางพาราในประเทศมากขึ้นไปอีก สวทช. มุ่งไปที่การพัฒนาอุตสาหกรรมยางล้อตันรถฟอร์กลิฟต์ ซึ่งเป็นยางล้อรถประเภทที่ใช้ยางธรรมชาติในการผลิตสูงเมื่อเทียบกับยางล้อประเภทใช้ลม คือใช้ยางธรรมชาติประมาณ 30 กิโลกรัมต่อเส้น ขณะที่ยางล้อประเภทใช้ลมใช้ยางธรรมชาติเพียง 8 กิโลกรัมต่อเส้น

ด้วยอุตสาหกรรมยางล้อตันรถฟอร์กลิฟต์ในไทย ส่วนใหญ่ยังเป็นผู้ประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็ก ซึ่งยังขาดการพัฒนาเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการแข่งขันในตลาดโลก ทีมนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยมหิดล และ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ พัฒนา “ยางล้อตันรถฟอร์กลิฟต์ประหยัดพลังงาน” ขึ้น โดยมีโรงงานผลิตยางล้อคือบริษัทวี.เอส.อุตสาหกรรมยาง จำกัด ร่วมออกแบบและทดสอบในโครงการ

จากการทดสอบยางล้อตันประหยัดพลังงานต้นแบบขนาด 7.00-12/5.00 136 AS Solid ที่พัฒนาขึ้น พบว่ามีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการหมุนต่ำกว่ายางล้อตันที่นำเข้าจากต่างประเทศและยางล้อตันยี่ห้อชั้นนำในประเทศ รวมถึงยางล้อตันแบบเดิมของบริษัทวี.เอส.อุตสาหกรรมยาง จำกัด โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการหมุนเท่ากับ 18, 21, 26 และ 29 กิโลกรัมต่อตัน ตามลำดับ ทำให้ยางล้อตันที่พัฒนาขึ้นสามารถประหยัดพลังงานได้สูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับยางล้อตันยี่ห้ออื่น ๆ

เมื่อทดสอบประสิทธิภาพการใช้งานจริง พบว่า ยางล้อตันต้นแบบมีอายุการใช้งานของดอกยางสูงกว่ายางล้อตันแบบเดิมประมาณ 2 เท่า และใช้พลังงานในการขับเคลื่อนน้อยลง ทำให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนยางและค่าเชื้อเพลิงของรถฟอร์กลิฟต์ได้ 60,000 บาทต่อคันต่อปี ขณะที่ยางคอมพาวด์หรือสูตรยางผสมสารเคมีที่พัฒนาขึ้นมีต้นทุนในการผลิตเท่าเดิม

จากองค์ความรู้และงานวิจัยที่ สวทช. ดำเนินงานมาอย่างต่อเนื่องโดยมุ่งเน้นพัฒนาอย่างครบวงจรตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงปลายน้ำ ถือว่าเป็นส่วนสำคัญในการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและพัฒนาอุตสาหกรรมยางไทยได้อย่างยั่งยืน

ดาวน์โหลดหนังสือฉบับเต็ม

แชร์หน้านี้: