สถานการณ์ในปัจจุบันและความไม่แน่นอน นำมาสู่แนวคิดความมั่นคงทางอาหาร การนำเอานวัตกรรมและเทคโนโลยีเข้ามาปรับใช้เพื่อให้เกิดการให้ผลผลิตที่มากในพื้นที่จำกัด โดยปรับปรุงอาคารเก่าในพื้นที่เมืองที่ไม่ถูกใช้งานมาปรับปรุงให้เหมาะสมกับการปลูกพืช จัดทำเป็นพื้นที่เรียนรู้การปลูกพืชในเมือง นำเสนอวิธีการปลูกพืชแบบต่างๆ รวบรวมเป็นนวัตกรรมการปลูกพืชกว่า 35 รายการ สำหรับเผยแพร่ความรู้ เพื่อสร้างความมั่นคงทางอาหาร พึ่งพาตนเอง การอยู่อาศัยอย่างยั่งยืน
จากสถานการณ์ในปัจจุบัน ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ภัยพิบัติ โรคระบาด การเพิ่มขึ้นของประชากร ขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็ว นำมาสู่แนวคิดความมั่นคงทางอาหาร ข้อจำกัดของการปลูกพืชในเมือง และแนวคิด BCG Economy Model เป็นการนำเอานวัตกรรมและเทคโนโลยีเข้ามาปรับใช้เพื่อให้เกิดการให้ผลผลิตที่มากในพื้นที่จำกัด โดยปรับปรุงอาคารเก่าในพื้นที่เมืองที่ไม่ถูกใช้งานมาปรับปรุงให้เหมาะสมกับการปลูกพืช ในพื้นที่ของสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช) เป็นพื้นที่ต้นแบบส จัดทำเป็นพื้นที่เรียนรู้การปลูกพืชในเมือง นำเสนอวิธีการปลูกพืชแบบต่างๆ รวบรวมเป็นนวัตกรรมการปลูกพืชกว่า 35 รายการ สำหรับเผยแพร่ความรู้ให้กับนักเรียนนักศึกษา ชุมชน และผู้ที่สนใจ ไปจนถึงหน่วยงานรัฐ เพื่อสร้างความมั่นคงทางอาหาร พึ่งพาตนเองได้ รองรับการอยู่อาศัยอย่างยั่งยืน
คณะเทคโนโลยีการเกษตร
การใช้สารสกัดจากพืชสมุนไพรด้วยเทคโนโลยี “ไอน้ำสมุนไพร” ในการป้องกันกำจัดแมลงศัตรูพืช เป็นเทคโนโลยีที่ถูกพัฒนามาจากความรู้ของคนในชุมชนบ้านรางยอม ตำบลหนองโรง อำเภอพนมทวน จังหวัดกาญจนบุรี ร่วมกับคณะเทคโนโลยีการเกษตร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ภายใต้แนวคิดในการพัฒนาชุมชนโดยใช้หลักเศรษฐกิจพอเพียง จึงต้องการถ่ายทอดองค์ความรู้และเทคโนโลยี “กระบวนการผลิตไอน้ำสมุนไพร” ให้กับชุมชนที่ด้อยโอกาสทางเทคโนโลยี เป็นการพัฒนาทักษะอาชีพของเกษตรในรูปแบบของกลุ่มเกษตร ให้เกิดความเท่าเทียมทางการใช้เทคโนโลยีที่ไม่เป็นอันตรายต่อเกษตรกรและผู้บริโภค รวมทั้งสามารถลดค่าใช้จ่ายในกระบวนการผลิตลงได้ หลักการทำงานของชุดกลั่นไอน้ำสมุนไพร เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการผลิต “ไอน้ำสมุนไพร” ตามวิธีการของปราชญ์ชุมชนบ้านรางยอม อำเภอพนมทวน จังหวัดกาญจนบุรี กับองค์ความรู้ด้านการใช้น้ำมันหอมระเหยจากพืชในการป้องกันกำจัดแมลงและไรพืชของนักวิจัย คณะเทคโนโลยีการเกษตร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง สามารถอธิบายรายละเอียดของเทคโนโลยีการผลิตได้ดังต่อไปนี้ การกลั่น “ไอน้ำสมุนไพร” เป็นหลักการกลั่นน้ำมันหอมระเหยจากพืชสมุนไพรโดยวิธีการกลั่นด้วยน้ำ (Water distillation) ทั่วไป เพียงแต่ขั้นตอนสุดท้ายหลังจากการกลั่นแล้วนั้น ได้น้ำและน้ำมันหอมระเหยจากพืชอยู่รวมกัน ซึ่งไม่มีขั้นตอนการแยกออกจากกัน แต่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ทันที เรียกของผสมนี้ว่า “ไอน้ำสมุนไพร” วิธีการผลิตไอน้ำสมุนไพรเพื่อใช้ในการป้องกันกำจัดแมลงและไรศัตรูพืช ดังนี้ 1. การเตรียมพืชสมุนไพรรวม 50 กิโลกรัม (ตามสูตรของแต่ละชุมชน ซึ่งมีความแตกต่างกันไปตามชนิดของแมลงและไรศัตรูพืช และชนิดของพืชปลูก) 2. นำพืชสมุนไพรตามสูตรมาสับให้ละเอียด ผสมกับน้ำสะอาด 50 ลิตร ใส่ในถังกลั่นขนาด 200 ลิตร คลุกเคล้าให้เข้ากัน ปิดฝา รอจนน้ำเดือดเป็นไอออกมา ไอน้ำจะพาน้ำมันหอมระเหยจากพืชออกมาทางท่อทางออกของไอน้ำ ท่อนั้นผ่านไปยังถังควบแน่น และถูกควบแน่นเป็นของเหลวไหลออกมา สารที่ได้เรียกว่า “ไอน้ำสมุนไพร” ควบคุมคุณภาพการกลั่นโดยให้ได้ไอน้ำสมุนไพร 30 ลิตร (ใช้เวลาประมาณ 3-4 ชั่วโมง) จึงหยุดกระบวนการกลั่น 3. ผสมไอน้ำสมุนไพรที่ได้ทั้งหมดเข้าด้วยกัน เพิ่มสารช่วยผสมระหว่างน้ำมันหอมระเหยจากพืชสมุนไพรและน้ำด้วยสารช่วยผสม เช่น ปิโตรเลียมออยล์ ไวท์ออยล์ สารทวีน หรือสารจับใบ อัตรา 5 ซีซี ต่อ ลิตร เขย่าให้เข้ากัน บรรจุใส่ขวดพลาสติกทึบแสง 4. อัตราการใช้และวิธีการใช้ไอน้ำสมุนไพรในการป้องกันกำจัดแมลงและไรศัตรูพืช - เป็นสารไล่ ใช้ในอัตรา 80-100 ซีซี ต่อน้ำ 20 ลิตร ฉีดพ่นทุก ๆ 15 วัน สามารถป้องกันการเข้าทำลายของแมลงและไรศัตรูพืชได้ - เป็นสารฆ่า ใช้ในอัตรา 200-400 ซีซี ต่อน้ำ 20 ลิตร ฉีดพ่นทุก ๆ 3-4 วัน อย่างต่อเนื่อง สามารถฆ่าแมลงและไรศัตรูพืชได้"
คณะอุตสาหกรรมอาหาร
กากกาแฟเป็นวัสดุเหลือใช้ที่เกิดจากกระบวนการชงกาแฟ ซึ่งมีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตามความนิยมในการบริโภคกาแฟทั่วโลก ภายในกากกาแฟมีสารที่เป็นประโยชน์ เช่น โพลีแซ็กคาไรด์ เส้นใยอาหาร และสารต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ รวมถึงการสกัดพรีไบโอติก งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการสกัดสารพรีไบโอติกจากกากกาแฟโดยใช้วิธีการไฮโดรไลซิสด้วยกรดและการย่อยสลายทางเอนไซม์ เพื่อนำสารที่ได้มาประเมินศักยภาพในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ต่อระบบทางเดินอาหาร ผลการวิจัยคาดว่าจะช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับของเหลือจากอุตสาหกรรมกาแฟ ลดปริมาณขยะอินทรีย์ และเป็นแนวทางในการพัฒนาผลิตภัณฑ์พรีไบโอติกที่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและสุขภาพ ทั้งนี้ การศึกษานี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของแนวทางการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
คณะวิทยาศาสตร์
ในงานวิจัยนี้ ทำการผลิตเมมเบรนกราฟีนออกไซด์โดยใช้กระบวนการ Phase-Inversion Method ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสถานะของพอลิเมอร์จากของเหลวไปเป็นของแข็งผ่านการแยกเฟส ซึ่งจะทำให้เกิดโครงสร้างรูพรุนในเมมเบรน โครงสร้างของเมมเบรนที่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการทำให้เกิดการแยกเฟส โดยวิธี Phase-Inversion เป็นหนึ่งในกระบวนการผลิตเมมเบรนที่มีความยืดหยุ่นสูง ต้นทุนต่ำ และสามารถควบคุมโครงสร้างของเมมเบรนได้ดี เหมาะสำหรับงานด้านการบำบัดน้ำ การแยกสาร และการกรองของเหลวหรือก๊าซในระดับอุตสาหกรรม กราฟีนออกไซด์ (Graphene Oxide, GO) เป็นวัสดุที่ได้รับความสนใจอย่างมากในด้านการนำมาผลิตเมมเบรนเพื่อใช้สำหรับบำบัดน้ำและการกำจัดของเสีย เนื่องจากมีโครงสร้างเป็นชั้นบางระดับนาโนเมตร ทำให้สามารถควบคุมการซึมผ่านของโมเลกุลน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น - การคัดแยกโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสูง: สามารถกรองอนุภาคนาโน ไอออนโลหะหนัก สารอินทรีย์ และจุลินทรีย์ได้ - ความสามารถในการซึมผ่านน้ำสูง: เนื่องจากโครงสร้างของกราฟีนออกไซด์มีช่องว่างระหว่างชั้นที่เอื้อต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำ - ความทนทานทางเคมีและเชิงกลสูง: ทำให้สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น น้ำเสียอุตสาหกรรม หรือของเสียที่มีค่า pH สูงหรือต่ำได้ - คุณสมบัติการป้องกันการเปรอะเปื้อน (Antifouling): ลดการสะสมของสารปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรน - กราฟีนออกไซด์มีความชอบน้ำสูงเนื่องจากมีปริมาณหมู่ฟังชันของออกซิเจนอย่าง (OH-) ที่พื้นผิวที่ค่อนข้างมาก ส่งผลให้เป็นเป็นสารเติ่มแต่งที่ดีสำหรับการผลิตเมมเบรนด้วยเทคนิค Phase-Inversion Method การประยุกต์ใช้เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ในการกำจัดของเสีย - การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม เช่น การกรองโลหะหนัก (Pb2+, Cr6+, Hg2+) และสารอินทรีย์ที่เป็นพิษ - การกำจัดสารปนเปื้อนทางชีวภาพ เช่น แบคทีเรีย ไวรัส และสารพิษจากจุลินทรีย์ - การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล (Desalination) โดยสามารถใช้แทนเมมเบรนแบบดั้งเดิมเพื่อเพิ่มอัตราการซึมผ่านของน้ำและลดพลังงานที่ใช้ - การกำจัดสารปนเปื้อนทางเภสัชกรรม เช่น ยาปฏิชีวนะและฮอร์โมนที่ตกค้างในน้ำ