หน่วยวิจัยเฉพาะทางเกี่ยวกับเทคโนโลยีรีไซเคิลและการใช้ประโยชน์จากของเสียถูกจัดตั้งขึ้นโดยความสนับสนุนจากสถาบันวิจัยและพัฒนาแห่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เพื่อค้นคว้าวิธีการนำทรัพยากรและของเสียต่างๆมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดรวมทั้งเผยแพร่องค์ความรู้แก่หน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชน โดยมุ่งเน้นที่ขยะชุมชน ขยะอิเลคทรอนิกส์ และของเหลือใช้จากการเกษตร คณะทำงานจะเริ่มงานวิจัยในเฟสแรกในด้านต่างๆที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ การสกัดโลหะจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้ว การผลิตซิลิกาเมโซพอร์ชนิด SBA-15 จากเถ้าแกลบ การผลิตเอทานอลจากของเหลือทิ้งทางการเกษตร และการออกแบบแบบจำลองกระบวนการใช้ประโยชน์จากมูลสัตว์โดยกรรมวิธีคาร์บอไนเซชั่น ดังมีรายละเอียดต่อไปนี้

การสกัดโลหะจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้ว
           ในแวดวงอุตสาหกรรมทางเคมีหลายด้านมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างกว้างขวาง ทำให้โลหะที่นำมาใช้ผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นที่ต้องการมากขึ้น บางกระบวนการสามารถนำตัวเร่งปฏิกิริยามาฟื้นฟูสภาพภายหลังเกิดการเสื่อมสภาพแล้ว แต่บางกระบวนการต้องทิ้งไปเป็นของเสีย ส่งผลให้โลหะมีค่าจำนวนมากถูกทิ้งไปด้วย งานวิจัยนี้เป็นการใช้เทคนิคการละลายโลหะด้วยกรด ตามด้วยการสกัดแยกโดยใช้สารต่างชนิดกัน ได้แก่ trioctyl amine (TOA), tributyl amine (TBA), และ triphenyl phosphene (TPP)
           จากการศึกษาปริมาณโลหะในคะตะลิติกคอนเวอร์เตอร์รุ่นที่ใช้ศึกษาพบว่า มีโลหะแพลทตินัม (Pt) 0.2 เปอร์เซนต์โดยน้ำหนัก และมีโรห์เดียม (Rh) 0.1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก คะตะลิติกคอนเวอร์เตอร์ 1 ชิ้น หนัก 522 กรัม จึงมีแพลทตินัม 1044 มิลลิกรัม และ โรห์เดียม 522 มิลลิกรัม จากสภาวะที่ศึกษาพบว่าเมื่อใช้อัตราส่วนการละลาย 1 กรัมต่อ 25 มิลลิลิตร สามารถละลายโลหะออกมาได้มากที่สุด มีความเข้มข้น Pt 79 ppm และ Rh 40 ppm และถูกใช้สำหรับการสกัดในขั้นถัดไป ผลการสกัดโลหะพบว่าแพลทินัมสามารถถูกสกัดได้มากกว่าโรห์เดียมเมื่อใช้ TOA หรือ TPP เป็นสารสกัด ในขณะที่ TBA ไม่สามารถสกัดโลหะทั้งสองชนิดได้เลย จากการทดลองสกัดโลหะจากสารละลายที่มีโลหะทั้งสองชนิดอยู่พบว่าสามารถใช้ TOA แยกแพลทินัมออกจากโรห์เดียมได้หากใช้ความเข้มข้นมากกว่า 2 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

การผลิตซิลิกาเมโซพอร์ชนิด SBA-15 จากเถ้าแกลบ
           ซิลิกาเมโซพอร์ที่มีการควบคุมการกระจายขนาดรูพรุน (Pore size distribution) ได้รับความสนใจมากขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากความหลากหลายของการนำไปใช้ประโยชน์ มีนักวิจัยหลายกลุ่มสังเคราะห์ซิลิกา-อะลูมินาอสัณฐาน (mesoporous silica–alumina, MSA) จำพวก FSM-16, HMS, SBA, MSU, KIT-1 ซึ่งมีการกระจายของขนาดรูพรุนในช่วงเมโซพอร์ จากคุณลักษณะของตะแกรงร่อนโมเลกุล ประกอบกับคุณสมบัติความพรุนที่สูงถึง 50-80% สามารถดัดแปลงให้มี active sites ประเภทต่างๆ และสามารถเติมธาตุต่างๆลงในโครงสร้างได้ง่าย ทำให้มีการทดสอบการใช้ประโยชน์ MSA ในการใช้สังเคราะห์สารเคมีที่มีมูลค่าสูงอย่างกว้างขวาง
           แกลบเป็นวัสดุพลอยได้จากการผลิตข้าว เมื่อนำแกลบมาเผาเป็นเชื้อเพลิง จะได้เถ้าแกลบมีประมาณ 16.4-18.3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก จากผลการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี พบว่า เถ้าแกลบประกอบด้วยซิลิกาสูงถึง 86.9-97.3 เปอร์เซ็นต์ และถ้าหากนำแกลบมาผ่านกระบวนการกำจัดลิกนินออกก่อนการเผาในบรรยากาศของออกซิเจน จะได้เถ้าแกลบที่ประกอบด้วยซิลิกาสูงถึง 99.7 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นผู้วิจัยจึงมุ่งประเด็นความสนใจที่การสังเคราะห์ซิลิกาเมโซพอร์ชนิด SBA-15 โดยใช้เถ้าแกลบเป็นแหล่งซิลิกาทดแทนการใช้สารเคมีบริสุทธิ์ดังกล่าว และมุ่งเน้นการควบคุมการกระจายขนาดรูพรุนของซิลิกาเมโซพอร์จากเถ้าแกลบ ในงานวิจัยนี้ คณะผู้วิจัยมุ่งเน้นการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ภายในประเทศและเป็นลักษณะทรัพยากรทดแทนเป็นหลัก โดยการใช้เถ้าแกลบเป็นแหล่งซิลิกาในการศึกษาการสังเคราะห์ซิลิกาช่วงเมโซพอร์ชนิด SBA-15 (ขนาดรูพรุนอยู่ในช่วง 2-50 nm) โดยมุ่งเน้นให้มีความเป็นระเบียบของรูพรุนและมีความพรุนสูง มีความเหมาะสมในลักษณะตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวดูดซับ
           ในเบื้องต้นได้ศึกษาการเตรียมซิลิกาบริสุทธิ์สูงจากแกลบ จากนั้นนำซิลิกาที่ได้มาทำเป็นสารละลายโซเดียมซิลิเกต ซิลิกาบริสุทธิ์สูงจากแกลบ สามารถเตรียมได้โดยการนำแกลบมาล้างด้วยน้ำให้สะอาด จากนั้นทำการรีฟลักซ์ (Reflux) ในกรดเกลือ (HCl) เข้มข้น 1 โมล่าร์ เป็นเวลา 2.5 ชั่วโมงเพื่อย่อยลิกนินออกจากโครงสร้าง และนำแกลบมาล้างให้สะอาดจนน้ำล้างมีฤทธิ์เป็นกลาง นำแกลบที่ได้มาอบแห้ง และเผาในบรรยากาศของออกซิเจน (ที่ความดัน 1 บรรยากาศ และอัตราการไหล 100 cm3/min) ที่อุณหภูมิ 600oC เป็นเวลา 1 ชั่วโมง เถ้าแกลบที่ได้ประกอบด้วยซิลิกาบริสุทธิ์สูง (99.6 wt.% SiO2 and 0.1 wt.% Al2O3) ซึ่งจะใช้เป็นวัตถุดิบในการเตรียมสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อไป นอกจากนั้นยังได้พัฒนาวิธีการเตรียมสารละลายโซเดียมซิลิเกตจากซิลิกา จากการนำเถ้าแกลบซึ่งประกอบด้วยซิลิกาบริสุทธิ์สูงมาละลายในสารละลายโซดาไฟ (Sodium hydroxide) ที่อุณหภูมิ 80-90oC และปรับสัดส่วนองค์ประกอบจนกระทั่งได้สารละลายโซเดียมซิลิเกต (Na2Si3O7) ที่ประกอบด้วย 27 wt.% SiO2 ซึ่งสารละลายโซเดียมซิลิเกตที่ได้จะใช้ในการเตรียมซิลิกาเมโซพอร์ต่อไป

การผลิตเอทานอลจากของเหลือทิ้งทางการเกษตร
           ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม และมีของเหลือทิ้งทางการเกษตรจำนวนมาก ของเหลือทิ้งนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ ในแง่ของชีวมวล เช่น นำฟางข้าว หญ้า และเศษเซลลูโลส น้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากการย่อยสลายเซลลูโลสจากฟางข้าวด้วยรา Trichoderma reesei เมื่อนำไปหมักกับยีสต์จะได้เอทานอลซึ่งสามารถใช้เป็นพลังงานทดแทนได้ โครงการนี้จึงมีเป้าหมายที่จะหาวัตถุดิบทดแทนกากน้ำตาลและมันสำปะหลัง โดยเลือกใช้วัตถุดิบที่มีเซลลูโลสเป็นองค์ประกอบ หาได้ง่ายและเป็นของเหลือทิ้งจากการเกษตร และอุตสาหกรรมเกษตรในประเทศไทย เช่น ฟางข้าว เป็นต้น
           การศึกษานี้เพื่อหาปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากรา Trichoderma reesei ที่มีความเข้มข้นของอาหารเลี้ยงเชื้อเริ่มต้นเป็น 0.41 กรัมต่อลิตร รานี้ถูกนำไปหมักกับฟางข้าวในอาหารเหลวที่ความเข้มข้นตั้งแต่ 20 40 60 80 และ 100 กรัมต่อลิตร ตาม มีค่าพีเอชเริ่มต้นเท่ากับ 5.0 และอุณหภูมิห้อง (32 oC) ใช้เวลาหมักนาน 12 วัน พบว่าที่ความเข้มข้นของฟางข้าวในอาหารเหลว 60 กรัมต่อลิตรจะได้น้ำตาลรีดิวซ์สูงสุด 8.2 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของฟางข้าว
           จากการทดลองพบว่าน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากการหมักฟางข้าวด้วยรา Trichoderma reesei แบบ Batch มีค่าเฉลี่ยประมาณ 5.1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก เนื่องจากขนาดของฟางข้าวในการทดลองนี้ไม่สามารถทำให้มีขนาดเล็กมากๆ ได้ อีกทั้งทำการหมักที่อุณหภูมิห้องและปรับพีเอชเริ่มต้นครั้งเดียว จึงทำให้มีค่าน้อยเมื่อเทียบกับการศึกษาการย่อยสลายเซลลูโลสจากสิ่งเหลือทิ้งจากข้าวสาลี (Wheat Residue) ซึ่งใช้เวลาในการผลิตเอนไซม์จากรา Trichoderma reesei QM9414 ซึ่งทำการย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ในการหมักเป็นเวลา 10 วัน [7] ดังนั้น ถ้าต้องการให้ได้น้ำตาลรีดิวซ์มากกว่านี้ควรเตรียมขนาดของฟางข้าวให้มีขนาดเล็กมากๆ เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้กับเอนไซม์ และควบคุมพีเอชกับอุณหภูมิให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสม

การออกแบบแบบจำลองกระบวนการใช้ประโยชน์จากมูลสัตว์โดยกรรมวิธีคาร์บอไนเซชั่น
           โดยทั่วไปของเสียที่เกิดจากฟาร์มปศุสัตว์จะถูกบำบัดด้วยกรรมวิธีฝังกลบ หรือใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพ อย่างไรก็ดีความต้องการในการบริโภคเนื้อสัตว์ที่เพิ่มมากขึ้นในปัจจุบัน ส่งผลให้ฟาร์มปศุสัตว์ผลิตของเสียโดยเฉพาะอย่างยิ่งมูลสัตว์ในปริมาณมหาศาล ด้วยเหตุนี้กระบวนการบำบัดแบบดังเดิมจึงไม่สามารถรองรับปริมาณมูลสัตว์ที่เพิ่มสูงขึ้นได้อย่างเพียงพอ ดังนั้นจึงได้มีการคิดค้นกรรมวิธีการบำบัดแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการรองรับปริมาณมูลสัตว์ได้มากขึ้น กระบวนการคาร์บอไนซ์เซชั่นได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในการบำบัดมูลสัตว์ ข้อดีของกระบวนการคาร์บอไนซ์เซชั่นจะใช้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่าการเผาปกติ เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจนจึงไม่ก่อให้เกิดก๊าซก่อมะเร็ง และได้ก๊าซมีเทน ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการซื้อเชื้อเพลิงที่ใช้ในกระบวนการได้
           งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาและออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ของกระบวนการคาร์บอไนซ์เซชั่น ด้วยเทคนิค CFD ผลเบื้องต้นเป็นการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการแตกสลายทางความร้อนโดยใช้ทฤษฎีอาร์ฮีเนียส ได้ค่าคงที่ของอัตราการแตกสลายเป็น 21.72 s-1 และพลังงานกระตุ้นเป็น 50382.84 J/mol จากนั้นเป็นการนำข้อมูลทางจลนพลศาสตร์ไปใช้ในการออกแบบปฏิกรณ์โดยใช้ FEMLABTM แต่จากการจำลองการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์พบว่ายังมีมูลสุกรที่ยังไม่เกิดปฏิกิริยาเหลือประมาณ 50% จึงต้องทำการปรับปรุงให้เครื่องปฏิกรณ์นั้นมี ประสิทธิภาพสูงขึ้นต่อไป