การดำเนินงานกลุ่มวิจัยและพัฒนาของศูนย์ความเป็นเลิศเฉพาะทางฯ นี้ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มวิจัย และ 1 หน่วยบริการด้านวิชาการ ดังนี้
1. Microbiological and Biochemical Aspects
เป้าหมายเพื่อวิจัยและพัฒนาให้ได้องค์ความรู้ในการสร้างเม็ดตะกอนจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูง (High Effective Anaerobic Microorganism; HEM) และการพัฒนา molecular techniques เพื่อการจำแนกและการตรวจวัดกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ (microbial ecology)
2. Reactor and Process Development
เป้าหมายเพื่อวิจัยและพัฒนารูปแบบของระบบผลิตก๊าซชีวภาพให้มีประสิทธิภาพสูง ระบบมีขนาดเล็กลง ราคาถูกลง และมีเสถียรภาพ ง่ายต่อการดูแลรักษา โดยเฉพาะในการบำบัดน้ำเสียที่มีค่าซีโอดีหรือน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง และน้ำเสียที่มีองค์ประกอบยากต่อการย่อยสลาย เช่น น้ำเสียที่มีความเข้มข้นของซัลเฟตสูง รวมทั้งการพัฒนารูปแบบของถังปฏิกรณ์ เพื่อให้สามารถรับการป้อนสารอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นของแข็งสูงขึ้น (high solid content) ทั้งโดยการทำการทดลอง และการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ในการช่วยให้เข้าใจกลไกที่เกิดขึ้นในถังปฏิกรณ์ เพื่อประโยชน์ในการออกแบบและการมีระบบควบคุมถังปฏิกรณ์ผลิตก๊าซชีวภาพ
3. RESOURCE USE EFFICIENCY
เป้าหมายเพื่อให้อุตสาหกรรมเกษตรของประเทศไทยพร้อมที่จะเข้าสู่ยุคเศรษฐกิจสีเขียว (green economy) โดยการวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีและบุคลากรในอุตสาหกรรมเกษตร เพื่อให้มีการผลิตที่ใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ ประยุกต์ใช้หลักการ Zero Waste ในการจัดการ และบุคลากรมีความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมและนวัตกรรมของกระบวนการผลิต โดยในระยะแรกจะมุ่งเน้นที่อุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลัง
4. Technical Service
เป้าหมายเพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีจากงานวิจัยภายในห้องปฏิบัติการสู่ระดับต้นแบบและระดับอุตสาหกรรม โดยดำเนินการครอบคลุมตั้งแต่การออกแบบเริ่มต้นและการเดินระบบผลิตก๊าซชีวภาพ การให้คำปรึกษาเพื่อแก้ไขปัญหาการเดินระบบ รวมทั้งอบรมให้ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีก๊าซชีวภาพ