ภาพโดย: กฤษณ คูหาจิต

“แม้ผลงานจะมีจุดเด่น แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะสามารถนำไปใช้ได้จริงเสมอไป เพราะสิ่งที่เราคิดว่าเด่นก็อาจไม่ใช่สิ่งที่อุตสาหกรรมต้องการก็ได้ เราต้องไปคุยกับอุตสาหกรรมเพื่อรับทราบปัญหาที่แท้จริงและเสนอสิ่งที่เขาต้องการ”

ปิยะดา สุวรรณดิษฐากุล

ผู้ช่วยวิจัยอาวุโส ทีมวิจัยวัสดุยางและการขึ้นรูปขั้นสูง กลุ่มวิจัยนวัตกรรมการแปรรูปยาง

สมัยนี้คงไม่ใช่เรื่องแปลกนักที่ใครสักคนจะทำงานในสายอาชีพที่ไม่ตรงกับวุฒิการศึกษา แต่ก็ยังประสบความสำเร็จในอาชีพนั้นๆ ได้  คุณปิยะดา สุวรรณดิษฐากุล ผู้ช่วยวิจัยอาวุโส ทีมวิจัยวัสดุยางและการขึ้นรูปขั้นสูง กลุ่มวิจัยนวัตกรรมการแปรรูปยาง จบการศึกษาระดับปริญญาโทด้านเคมีวิเคราะห์ แต่ได้ผันตัวมาทำวิจัยด้านยางธรรมชาติ ผลงานของเธอและทีมวิจัยถือว่าไม่ธรรมดา เพราะรับประกันด้วยรางวัลอันทรงคุณค่ามากมาย ทั้งยังติดอันดับผลงานเด่นของเอ็มเทคอีกด้วย

การรับรางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประจำปี 2561 รางวัลระดับดีมาก สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา จากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

จากนักเคมีวิเคราะห์….สู่นักวัสดุด้านยางธรรมชาติ

คุณปิยะดาเล่าว่า “ตอนมาสมัครงานที่เอ็มเทค ดร.สุรพิชญ ลอยกุลนันท์ ซึ่งตอนนั้นเป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการยาง หน่วยวิจัยโพลิเมอร์ ต้องการให้พัฒนาวิธีวิเคราะห์ปริมาณกรดไขมันระเหย (Volatile Fatty Acid: VFA) ในน้ำยางแทนวิธีการเดิมที่ใช้การกลั่นแยกและนำไปไตเตรท โดยวิธีที่พัฒนาขึ้นจะต้องถูกต้อง รวดเร็ว และพกพาได้ แต่เนื่องจากติดปัญหาในการวิเคราะห์น้ำยางด้วยเครื่องมือราคาแพงที่ยังวัดได้ค่อนข้างยาก จึงไม่ได้พัฒนาต่อ และเริ่มเปลี่ยนมาศึกษาน้ำยางธรรมชาติแทน”

แม้ไม่ได้จบสาขาโพลิเมอร์โดยตรง แต่ตลอดระยะเวลาที่ทำงานมา 11 ปี คุณปิยะดาได้สั่งสมความรู้และเก็บเกี่ยวประสบการณ์จากการทำวิจัยด้านยางธรรมชาติ จนกระทั่งสามารถสร้างสรรค์ผลงานที่โดดเด่นหลายเรื่อง

ผลงานแห่งความภาคภูมิใจ

คุณปิยะดาเล่าว่า “ผลงานเรื่องน้ำยางพาราข้นสำหรับผสมกับแอสฟัลต์เพื่อทำถนน (LOMAR) น้ำยางพาราข้นสำหรับผลิตหมอนและที่นอนยางพารา (ParaFIT) สารรักษาสภาพน้ำยางสดเพื่อแปรรูปยางแผ่น (BeThEPS) สามารถใช้ได้จริง จึงช่วยเกษตรกรและอุตสาหกรรมได้ ผลงานเหล่านี้ล้วนเป็นความภาคภูมิใจทั้งสิ้น”

“อย่างไรก็ดี ที่ว่ามานี้เป็นผลงานต้นน้ำ แต่ผลงานที่ทำให้เกิดการทำงานแบบก้าวกระโดดคือ มาสเตอร์แบตช์ (masterbatch) ยางธรรมชาติผสมสารตัวเติม เพราะจะทำให้เห็นการเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตยางตลอดทั้งห่วงโซอุปทาน (supply chain) คือ ตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ” คุณปิยะดา อธิบาย

BeThEPS-R

สารรักษาสภาพน้ำยางสดเพื่อแปรรูปยางแผ่น (BeThEPS)

“มาสเตอร์แบตช์เป็นของผสมระหว่างยางกับสารตัวเติม เช่น เขม่าดำ[1] ซิลิกา[2] แคลเซียมคาร์บอเนต ไทเทเนียมไดออกไซด์[3] เราจะเน้นไปที่มาสเตอร์แบตช์ยางธรรมชาติผสมเขม่าดำ และซิลิกา เนื่องจากทั้งซิลิกา และเขม่าดำเป็นสารเสริมแรง ช่วยให้ยางมีสมบัติดีขึ้น และนิยมใช้ในอุตสาหกรรมผลิตล้อยาง ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่มีการใช้ยางกว่า 70% ของผลผลิตยางโลก โดยที่วิธีการทำมาสเตอร์แบตช์แบบเดิมใช้ยางแห้งมาผสมกับผงเขม่าดำและ/หรือผงซิลิกาโดยตรง ทำให้ต้องใช้พลังงานสูงในกระบวนการผสม ต้องใช้สารเคมีเพื่อช่วยการกระจายตัว และมีการฟุ้งกระจายของสารตัวเติมซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน” คุณปิยะดา แจงรายละเอียด

[1] เขม่าดำ (carbon black) คือ ผงคาร์บอนขนาดเล็กที่ได้จากการเผาไหม้แบบไม่สมบูรณ์ของสารไฮโดรคาร์บอน ใช้งานในอุตสาหกรรมยาง สี พลาสติก และน้ำหมึก เป็นต้น
[2] ซิลิกา (silica) สารประกอบชนิดหนึ่ง สูตรเคมีคือ SiO2 จุดหลอมเหลว 1,700 oC จุดเดือด 2,230 oC เป็นของแข็งไม่มีสี มีโครงสร้างผลึก 5 รูปแบบ ในธรรมชาติอยู่ในรูปของทราย ควอตซ์ และหินบางชนิด ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตแก้ว ผงขัด วัสดุทนไฟ และผลิตภัณฑ์เซรามิก เป็นต้น
[3] ไทเทเนียมไดออกไซด์ (titanium dioxide) คือ สารประกอบ TiO2 มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าไทเทเนีย เป็นออกไซด์สีขาว เกิดได้หลายรูปแบบ รูปแบบหลัก คือ รูไทล์ (rutile) และอะนาเทส (anatase) มีการใช้เป็นตัวให้สีขาวในการเคลือบเซรามิก และเป็นสารเติมแต่งในยาง พลาสติก และเครื่องสำอาง เป็นต้น

“เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวทีมวิจัยจึงหาแนวทางใหม่ ที่ผสมสารตัวเติมลงในน้ำยาง เพื่อลดการฟุ้งกระจาย และช่วยกระจายสารตัวเติมในเนื้อยางในเบื้องต้น ซึ่งคาดว่าจะช่วยลดการใช้พลังงานในกระบวนการผสมอีกด้วย เราเริ่มสืบค้นข้อมูลจากสิทธิบัตรทั่วโลกซึ่งพบว่า มีการยื่นจดกระบวนการเตรียมยางผสมกับเขม่าดำในน้ำยางอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งส่วนใหญ่ใช้น้ำยางผสมกับคอลลอยด์ของสารตัวเติม จากนั้นใช้กรดช่วยในการจับตัว เพื่อให้ได้ยางที่หุ้มเขม่าดำหรือซิลิกาสำหรับนำไปใช้งาน แต่ความเข้มข้นที่ทำได้ประมาณ 50 phr (parts per hundred of rubber) หรือยาง 100 ส่วนมีสารตัวเติม 50 ส่วน ซึ่งไม่ได้สูงนัก อีกทั้งยางที่ได้จะแข็งมาก”

ลักษณะของมาสเตอร์แบตช์

“ทีมวิจัยจึงคิดนอกกรอบเพื่อหาแนวทางที่แตกต่างออกไป โดยใช้สมบัติทางเคมีและทางกายภาพช่วยให้เขม่าดำหรือซิลิกาเกิดการกระจายตัวในเนื้อยางพร้อมกับจับตัวเป็นก้อนยางขนาดเล็กลักษณะคล้ายป๊อบคอร์น คือ ยางเม็ดเล็กๆ ที่หุ้มเขม่าดำหรือซิลิกาไว้ ข้อดีของวิธีนี้คือ เป็นกระบวนการที่ไม่มีน้ำทิ้งเกิดขึ้นในระบบ อีกทั้งได้ผลิตภัณฑ์มาสเตอร์แบตช์ยางธรรมชาติผสมเขม่าดำหรือซิลิกาความเข้มข้นสูงถึง 100 phr ทั้งนี้ทีมวิจัยได้ร่วมกับบริษัทเอกชนนำมาสเตอร์แบตช์ที่พัฒนาขึ้นไปผลิตเป็นล้อรถจักรยานแม่บ้าน และจักรยานเสือภูเขา พบว่าช่วยลดพลังงานที่ใช้ในกระบวนการผสมยางคอมพาวด์ (compounding process) ลงได้ถึง 30% สามารถลดอุณหภูมิที่ใช้ในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ลงได้ 10 °C และลดการฟุ้งกระจายของสารตัวเติมขณะผสมยางคอมพาวด์ลงได้อย่างชัดเจน”

ผลงานดังกล่าวทำให้ทีมวิจัยสามารถจดสิทธิบัตรได้ถึง 8 เรื่อง และจดความลับทางการค้าอีก 2 เรื่อง ปัจจุบันอยู่ระหว่างการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ล้อยางรถจักรยานยนต์และทดสอบสมบัติผลิตภัณฑ์ที่ได้

แผนภาพขั้นตอนการทำมาสเตอร์แบตช์วิธีที่พัฒนาขึ้น (สีฟ้า) เทียบกับวิธีเดิม (สีเหลือง)

เบื้องหลังผลงานวิจัยใช้ได้จริง กับความเสี่ยงที่ต้องแบกรับ

เมื่อถามถึงเทคนิคที่ทำให้บริษัทเอกชนเชื่อมั่นและยอมอนุญาตให้ใช้เครื่องจักรของบริษัทในการทดลองผลิต คุณปิยะดาเล่าว่า “การที่บริษัทเอกชนจะให้เราเข้าไปใช้เครื่องจักรของเขาได้หรือไม่นั้น ขึ้นกับบริษัทมีทัศนคติต่องานวิจัยอย่างไร มีความสนใจที่จะนำวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเข้าไปช่วยในการพัฒนาทั้งกระบวนการผลิต และตัวผลิตภัณฑ์หรือไม่ หากบริษัทเปิดใจอนุญาต ทุกครั้งก่อนลงมือทำงาน เราจะพูดคุยกับพนักงานที่รับผิดชอบในส่วนที่เราเข้าไปทำงานก่อน เพื่อทำความเข้าใจถึงงานวิจัยของเรา และจุดประสงค์ของการร่วมทดสอบ หรือร่วมวิจัยครั้งนั้นๆ ซึ่งบ่อยครั้งเขาก็ไม่เชื่อว่าเราจะทำได้ ก็จะต้องเปิดให้เขาเข้าร่วมกำหนดสภาวะ กำหนดปัจจัยต่างๆ ที่ใช้ในการทดสอบขึ้นรูปและสมบัติผลิตภัณฑ์ มีการทดลองซ้ำ และทวนสอบซ้ำหลายครั้งจนเขาเริ่มเปิดใจ ยอมแลกเปลี่ยนประสบการณ์ และเชื่อมั่นมากขึ้น”

บรรยากาศในโรงงานผลิตหมอนยางพารา

“ด้วยจุดแข็งของทีมวิจัยเรา คือ การรักษาสภาพน้ำยาง และกระบวนการผลิตยางระดับต้นน้ำ ส่วนระดับปลายน้ำหรือการทำผลิตภัณฑ์เรามีเพียงความรู้พื้นฐาน อย่างเช่น การผลิตหมอนยางพาราเปี่ยมสุข เรารู้แค่หลักการทำโฟมว่าทำอย่างไร เนื่องด้วยการทดลองระดับห้องปฏิบัติการ เราใช้เครื่องมือง่ายๆ อย่างเครื่องตีไข่หรือเครื่องผสมแป้งสำหรับทำเบเกอรี่มาแทนเครื่องกลตีอากาศสำหรับทำให้เกิดฟองอากาศหรือทำโฟม แต่ถ้าใช้เครื่องจักรในการผลิตจริงจะเป็นอย่างไรไม่มีใครรู้ ดังนั้นการลงมือจริงก็ไปลุยกันที่หน้างาน บางครั้งก็เกิดความผิดพลาดขึ้น ประสบการณ์ที่ได้จึงเกิดจากการเรียนรู้ในสิ่งที่ผิดพลาด”

“ความผิดพลาดหนึ่งคือ เราเขียนสูตรให้คนงานทำ แต่เขาชั่งน้ำหนักส่วนผสมผิดจาก 0.7 กิโลกรัม เป็น 7 กิโลกรัม รอบนี้ผลิต 300 กิโลกรัมผลที่ได้คือ หมอนยางร่วนๆ บางส่วนติดแม่พิมพ์ ทำให้ต้องเสียเวลาขัดแม่พิมพ์ หรือเหตุการณ์ที่รูปลักษณ์ของโฟมยางที่ได้ผิดปกติ แข็ง ฟองอากาศไม่สม่ำเสมอ ทั้งที่ส่วนผสมถูกต้อง จนกระทั่งตรวจสอบเครื่องกลตีอากาศของโรงงานจึงพบว่าระบบท่อลำเลียงน้ำยางอุดตัน ทำให้ปริมาณสารเคมีกับน้ำยางไม่ได้สัดส่วนตามที่กำหนดไว้ เหตุการณ์เหล่านี้ทำให้เราระมัดระวังและรอบคอบมากขึ้น ทุกครั้งที่ผลิตมีการจะทวนสอบส่วนผสมสารเคมีกับเพื่อนในทีม และให้เจ้าหน้าที่ดูแลเครื่องทำความสะอาดระบบ ตรวจสอบปั๊มก่อนทุกครั้ง” คุณปิยะดา ยกตัวอย่าง

“การวางตัวเป็นนักวิชาการในบริบทของโรงงานหรือสหกรณ์ ทำให้เข้าถึงคนทำงานได้ยาก โดยเฉพาะกับชาวบ้าน เพราะเขาไม่กล้าคุยด้วย ดังนั้นจึงต้องปรับตัวทั้งลักษณะการทำงาน พูดภาษาวิชาการให้น้อยลง อธิบายเชิงเปรียบเทียบให้เข้าใจง่ายขึ้น “

การทำงานในห้องปฏิบัติการ โรงงาน และกลุ่มชาวบ้านที่รวมตัวเป็นสหกรณ์ ย่อมมีความแตกต่างกัน คุณปิยะดากล่าวว่า “การทำงานในห้องปฏิบัติการของบริษัทหรือโรงงานอุตสาหกรรม เราเข้าไปร่วมในบทบาทของนักวิชาการ ก็จะได้รับความคาดหวังเรื่องความรู้ ความสามารถมากในระดับหนึ่ง แต่การทำงานในโรงงานจะรู้สึกตัวเองเป็นเครื่องจักรที่ต้องเร่งรีบ เนื่องจากมีน้ำยางสดส่งเข้าโรงงานและมีการผลิตน้ำยางข้นหลายร้อยตันต่อวัน ตัวอย่างจะถูกนำส่งเข้ามาที่ห้องปฏิบัติการเพื่อทดสอบสมบัติน้ำยางสด และคำนวณสัดส่วนเคมีเพื่อปรับสภาพน้ำยางก่อนจะนำเข้ากระบวนการถัดไป ซึ่งเป็นงานที่ต้องเร่งรีบตลอดเวลา ส่วนการทำงานร่วมกับสหกรณ์ มีความเป็นตัวเองมากกว่า ได้พูดคุยกับชาวบ้านเสมือนเป็นคนในครอบครัว จึงรู้สึกสนุกและมีความสุข อย่างไรก็ดี การวางตัวเป็นนักวิชาการในบริบทของโรงงานหรือสหกรณ์ ทำให้เข้าถึงคนทำงานได้ยาก โดยเฉพาะกับชาวบ้าน เพราะเขาไม่กล้าคุยด้วย ดังนั้นจึงต้องปรับตัวทั้งลักษณะการทำงาน พูดภาษาวิชาการให้น้อยลง อธิบายเชิงเปรียบเทียบให้เข้าใจง่ายขึ้น หรือแม้กระทั่งปรับเรื่องการแต่งกายให้คล้ายกับเกษตรกร เพื่อให้เกิดช่องว่างน้อยที่สุด”

บรรยากาศการทำงานในโรงงานผลิตหมอนของกลุ่มสหกรณ์

เมื่อผลงานถึงเวลาที่จะต้องขยายสเกลจากระดับห้องปฏิบัติการไปสู่ระดับโรงงาน ความรู้สึกในขณะนั้นเป็นอย่างไร

คุณปิยะดาตอบคำเดียวสั้นๆ ว่า “เครียด!” เธอเผยว่า “การขยายสเกลที่โหดที่สุดคือผลงานเรื่องน้ำยางพาราข้นสำหรับผสมกับแอสฟัลต์เพื่อทำถนน (LOMAR) ทีมวิจัยผลิตน้ำยางในระดับห้องปฏิบัติการเพียง 5 กิโลกรัม จากนั้นก็เริ่มสู่ระดับโรงงานต้นแบบ 50 กิโลกรัม ซึ่งผลการทดสอบผ่านพ้นไปด้วยดี จากนั้นบริษัทเอกชนอยากให้ทดลองผลิตที่ ‘8 ตัน! จำนวน 2 ครั้ง! โดยบริษัทเอกชนเสนอตัวเป็นผู้ออกค่าใช้จ่าย’ แม้เราจะมั่นใจในสูตร แต่มีความกังวลเรื่องคุณภาพน้ำยางสดที่จะใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิต เพราะเราไม่สามารถควบคุมอะไรได้ ต้องใช้ประสบการณ์มาปรับสูตรที่หน้างาน หลังจากทดลองผลิตที่ 16 ตันผ่าน บริษัทเอกชนดังกล่าวจึงรับถ่ายทอดเทคโนโลยี และขยายการผลิตขึ้นอีกเป็น 20 ตัน 45 ตัน และ 100 ตัน ภายใน 2 สัปดาห์”

“นี่เป็นครั้งแรกในชีวิตและถือเป็นผลงานที่ภาคภูมิใจมากชิ้นหนึ่ง” เธอกล่าวสรุป

“การทำวิจัยเราต้องมองให้ทะลุตลอดห่วงโซ่อุปทาน (supply chain) เราต้องรู้ว่าตัวเองทำอะไร อยู่ตรงไหนของห่วงโซ่อุปทาน ใครเป็นผู้ผลิต ใครเป็นผู้ใช้ ทั้งผู้ผลิตและผู้ใช้ จะได้รับประโยชน์อะไร

มองอย่างรอบด้าน

การที่ผลงานวิจัยที่พัฒนาขึ้นไปสู่การใช้จริงได้นั้น ไม่ใช่เรื่องบังเอิญหรือโชคช่วย คุณปิยะดาเล่าว่า “การทำวิจัยเราต้องมองให้ทะลุตลอดห่วงโซ่อุปทาน (supply chain) เราต้องรู้ว่าตัวเองทำอะไร อยู่ตรงไหนของห่วงโซ่อุปทาน ใครเป็นผู้ผลิต ใครเป็นผู้ใช้ ทั้งผู้ผลิตและผู้ใช้ จะได้รับประโยชน์อะไร เราต้องรู้ห่วงโซ่คุณค่า (value chain) รวมถึงต้องดูด้วยว่าผลงานที่ทำขึ้นจะไปเปลี่ยนรูปแบบธุรกิจไหม และใครได้รับผลกระทบ หรือใครสูญเสียรายได้ เราคงไม่อยากให้ผลงานเราไปแทนที่แล้วทำให้ธุรกิจที่มีอยู่เดิมอยู่ไม่ได้”

“ส่วนช่องทางการวิจัยและพัฒนา ทีมวิจัยจะพยายามใช้เทคโนโลยีที่ทำแล้วผลงานเราแตกต่างจากคนอื่นเพื่อให้มีจุดขาย เพราะการทำตามคนอื่น ผลงานก็จะไม่มีความพิเศษอะไร อย่างไรก็ดี แม้ผลงานจะมีจุดเด่น แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะสามารถนำไปใช้ได้จริงเสมอไป เพราะสิ่งที่เราคิดว่าเด่นก็อาจไม่ใช่สิ่งที่อุตสาหกรรมต้องการก็ได้ เราต้องไปคุยกับอุตสาหกรรมเพื่อรับทราบปัญหาที่แท้จริงและเสนอสิ่งที่เขาต้องการ”

“งานจะต้องเดินหน้าต่อได้ แม้คนในทีมจะอยู่ไม่ครบ เราต้องทำงานแทนกันได้”

อนาคตที่คิดไว้

ปิยะดาเผยถึงอนาคตว่า “การทำงานที่เอ็มเทคมีความสุขดี ในยามที่งานมีปัญหาไม่เป็นไปตามที่คาดไว้ ทุกคนในทีมวิจัยก็จะมานั่งคุยกัน ร่วมกันคิดเพื่อหาทางแก้ปัญหา มีการทำงานเป็นทีม และทีมมีคติในการทำงานร่วมกันว่า งานจะต้องเดินหน้าต่อได้ แม้คนในทีมจะอยู่ไม่ครบ เราต้องทำงานแทนกันได้ เพราะเพื่อนร่วมทีมอาจจะป่วยบ้าง อนาคตคาดว่าตัวเองจะทำงานที่เอ็มเทคจนกระทั่งเกษียณอายุ”

ปิยะดา สุวรรณดิษฐากุล

จบการศึกษาระดับปริญญาตรีจากคณะวิทยาศาสตร์ สาขาเคมี มหาวิทยาลัยบูรพา ปริญญาโทจากคณะวิทยาศาสตร์ สาขาเคมีวิเคราะห์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ปัจจุบันเป็นผู้ช่วยวิจัยอาวุโส ทีมวิจัยวัสดุยางและการขึ้นรูปขั้นสูง กลุ่มวิจัยนวัตกรรมการแปรรูปยาง ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

Scroll Up