แปรรูป “เปลือกหอย” จากขยะ สู่อุตสาหกรรมเวชสำอาง

    “เปลือกหอย” เป็นขยะจากอุตสาหกรรมเครื่องประดับ และอาหาร เพราะการกำจัดต้องใช้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานมาก แต่ร้อยละ 95 ของเปลือกหอยมีสารแคลเซียมคาร์บอเนต ที่นำไปใช้ประโยชน์ได้ในหลายอุตสาหกรรม นักวิจัยศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) จึงพัฒนากระบวนการแปรรูป “เปลือกหอยมุก” ซึ่งเป็นขยะในอุตสาหกรรมเครื่องประดับนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมเวชสำอาง ด้วยกระบวนการที่ใช้พลังงานต่ำ และไม่ก่อให้เกิดของเสีย ภายใต้ทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

     จุดเริ่มต้นของการพัฒนากระบวนการแปรรูป มาจากการศึกษาเรื่องปรากฏการณ์เชิงแสงในเปลือกหอยมุก ทำให้ค้นพบกระบวนการแยกสารอินทรีย์ คือ ไบโอแคลเซียมคาร์บอเนต (Bio-calcium carbonate, CaCO3) ออกจากเปลือกหอย ด้วยพลังงานความร้อนต่ำ โดยไม่ก่อให้เกิดการทำลายโครงสร้างที่สมบูรณ์ โดยไบโอแคลเซียมคาร์บอเนตจะอยู่ในรูป “อะราโกไนต์ (Aragonite form)” มีลักษณะโครงสร้างเป็นรูปทรง 6 เหลี่ยม ขนาด 5 - 10 ไมครอน ความหนา 200 - 500 นาโนเมตร และมีคุณสมบัติทางเคมี เหมือนแคลเซียมคาร์บอเนตทั่วไปที่ผลิตจากภูเขาหินปูน ซึ่งมีโครงสร้างเป็นทรงกลม และขนาดเล็กกว่า

     การค้นพบในครั้งนั้น นักวิจัยได้ทำวิจัยต่อเนื่อง เพื่อพัฒนากระบวนการผลิตให้ประหยัดพลังงานยิ่งขึ้นและสามารถขยายขนาดการผลิตสู่ระดับอุตสาหกรรม ขณะเดียวกันยังให้ความสำคัญต่อการวิจัยเพื่อสร้างตลาดเฉพาะ ให้ไบโอแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีโครงสร้างแบบอะราโกไนต์

     พบว่า ไบโอแคลเซียมคาร์บอเนตที่สกัดได้จากเปลือกหอยมุก นำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยเฉพาะอุตสาหกรรมเวชสำอาง ซึ่งการใช้เปลือกหอยมุก ยังช่วยเสริมสร้างภาพลักษณ์ที่ดีให้แก่ผลิตภัณฑ์ได้  เช่น ใช้ทดแทนไมโครพลาสติกในผลิตภัณฑ์สครับผิว ใช้แปรรูปเป็นสารไฮดรอกซีอะพาไทต์ (Hydroxyapatite) ในยาสีฟัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเคลือบ และซ่อมแซมฟัน เพราะสารโครงสร้างแบบอะราโกไนต์ มีรูปทรงและขนาดที่เหมาะสมแก่การใช้งาน โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการแปรรูปเป็นอนุภาคนาโน เหมือนสารทั่วไป อีกทั้งสารชนิดนี้ ผ่านการทดสอบตามมาตรฐานอุตสาหกรรมแล้วว่า ใช้เป็นสารประกอบในอุตสาหกรรมเวชสำอางได้

     นักวิจัยยังต่อยอดใช้เทคโนโลยีเดียวกันนี้ เพิ่มมูลค่าขยะเปลือกหอยอื่น ๆ จากอุตสาหกรรมอาหาร เช่น เปลือกหอยแมลงภู่ หอยนางรม หอยเป๋าฮื้อ ได้อีกด้วย

     หอยแมลงภู่ ที่ประเทศไทยเป็นประเทศผู้ผลิตและส่งออกรายใหญ่ของโลก ทำให้มีปริมาณเปลือกหอยแมลงภู่เหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลหลายหมื่นตันต่อปี และต้องกำจัดด้วยวิธีการฝังกลบ ไม่สามารถเผาทำลายได้ ส่วนการขนย้ายเปลือกหอยเพื่อนำไปทิ้ง มีค่าใช้จ่ายที่สูง ทำให้มีเปลือกหอยแมลงภู่จำนวนมากถูกทิ้งในพื้นที่สาธารณะ ส่งผลให้เกิดมลพิษจากกลิ่นเน่าเหม็น สร้างปัญหาสิ่งแวดล้อม และปัญหาสุขภาพ 

     ปีงบประมาณ 2565 วช.จึงสนับสนุนทุนวิจัย ให้กับโครงการ “ต้นแบบผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง แปรรูปจากเปลือกหอยแมลงภู่เหลือทิ้ง” เพื่อพัฒนาวิธีการแปรูปเปลือกหอยแมลงภู่ ให้เป็นสินค้านวัตกรรม นำเอกลักษณ์ และสมบัติเฉพาะของแคลเซียมคาร์บอเนตจากเปลือกหอยแมลงภู่ มาใช้ประโยชน์ด้านการเกษตร เครื่องประดับ ตกแต่ง และเครื่องสำอาง ซึ่งเป็นการสนับสนุนกลไก Zero Waste ที่รักษาสิ่งแวดล้อม และเกิดการแปรรูปขยะเหลือทิ้ง ให้เกิดเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง เป็นระบบเศรษฐกิจหมุนเวียนสอดคล้องกับการขับเคลื่อนนโยบายเศรษฐกิจ BCG ของประเทศไทย

แหล่งที่มา : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
111 อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย ถนนพหลโยธิน ตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี 12120
เบอร์ติดต่อ :  0 2564 7000

ข้อมูลเพิ่มเติม1
ข้อมูลเพิ่มเติม2