กระถางจากเซลลูโลส

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สิริภัสส์ ทองชะอม, กัญญา นาคมุสิก, ตุลยา ศิวะวิชชกิจ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สุวารี พงศ์ธีระวรรณ, เฉลิมพร พงศ์ธีระวรรณ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสุราษฎร์พิทยา

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัจจุบันพลาสติกไม่เพียงต่อการนำไปใช้ในงานหลายๆด้าน ซึ่งด้านการเกษตรก็ยังใช้พลาสติก ที่สังเกตอยู่ใกล้ตัว เช่น กระถางพลาสติก เมื่อใช้เสร็จแล้วจะกลายเป็นปัญหาขยะที่ยากต่อการกำจัด เนื่องจากในแต่ละปีมีการใช้พลาสติกมากถึงปีละ 150 – 200 ตันต่อปี ทำให้เป็นภัยมลพิษทางสภาวะแวดล้อมของสังคม และประเทศชาติ จากปัญหาดังกล่าวจึงได้ประดิษฐ์กระถางจากเซลลูโลส ทำจากกระดาษที่เหลือใช้มาเป็นกระถางที่สามารถย่อยสลายได้ เพื่อให้เป็นมลพิษต่อสังคมน้อยที่สุด กระถางที่จัดทำขึ้นแบ่งเป็น 2 ส่วน ดังนี้

ส่วนแรกเป็นส่วนของโครงสร้างของกระถางจากเยื่อเซลลูโลส โดยใช้วัสดุคอมพาวด์ประกอบไปด้วย เยื่อกระดาษเหลือใช้ ปูนซีเมนต์ ขี้เถ้าแกลบ ที่มีคุณสมบัติ คือ แข็งแรง ทนทาน แตกยากเมื่อเคลื่อนย้าย เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และย่อยสลายได้ จึงใช้วัสดุสำคัญ คือ กระดาษที่ใช้งานแล้ว ปูนซีเมนต์ ขี้เถ้าแกลบ โดยศึกษาระหว่างอัตราส่วน 3 : 1.5 : 2, 1.5 : 3 : 2 และ 3 : 2 : 1.5 โดยปริมาตร ออกแบบเป็นรูปทรงกระถางโดยทั่วไป

ส่วนที่สอง ศึกษาด้านประสิทธิภาพของกระถางในอัตราส่วนที่เหมาะสม

  1. ด้านชีวภาพ

    • ศึกษาอัตราการเจริญเติบโต

    • ระยะเวลาของการย่อยสลายในดิน

    • ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในดิน

      1. ด้านกายภาพ

    • ด้านการอุ้มน้ำ

ที่มา และความสำคัญ

ปัจจุบันพลาสติกเป็นวัสดุที่แทรกซึมในทุกส่วนของชีวิตมนุษย์ในปัจจุบันเฉพาะในอุตสาหกรรมพลาสติกมีมูลค่าสูงถึง 374 พันล้านดอลล่าร์สหรัฐ ในขณะเดียวกัน พลาสติกกำลังสร้างปัญหาให้กับสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก พลาสติกไม่สูญสลายตัวไปเอง เพราะเป็นสารสังเคราะห์ แต่แตกกระจายออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย และก่อให้เกิดขยะที่ไม่สามารถย่อยสลายได้อีกเป็นจำนวนมาก

กระดาษ เป็นอีกหนึ่งสาเหตุที่ก่อให้เกิดปริมาณขยะเป็นจำนวนมาก จากกระดาษเหลือใช้หรือกระดาษพิมพ์หน้าเดียวและได้มีการนำกระดาษเหล่านั้นไปแปรรูปทั้งการนำไปปั่นให้ยุ่ยเพื่อให้ได้เยื่อกระดาษและเติมเยื่อกระดาษใหม่และขึ้นรูปเป็นกระดาษใหม่เพื่อทำเป็นสมุดและหนังสือ หรือแปรรูปเป็นกล่องนม และอีกวิธีคือการทำ Papermache คือการที่นำเอากระดาษเหลือใช้มาผสมกับกาวหรือทากาวเพื่อทำให้เป็นรูปแบบต่างๆ ซึ่งเป็นวิธีที่สามารถใช้ในงานต่างๆได้ง่าย

จึงได้ทำการศึกษาการนำวิธี Papermache พบว่าเป็นวิธีที่สามารถขึ้นรูปแบบต่างๆได้ง่าย คงทน จึงได้นำวิธี Papermache มาเป็นส่วนประกอบในการทำกระถางที่มีส่วนผสมของวัสดุคอมพาวด์จากปูนซีเมนต์ ขี้เถ้าแกลบ แทนกระถางรูปแบบเก่าที่ก่อให้เกิดมลภาวะจึงคิดที่จะนำเซลลูโลสจากกระดาษ มาเป็นส่วนประกอบสำคัญในการทำกระถางที่ย่อยสลายได้โดยมีวัสดุคอมพาวด์จากปูนซีเมนต์ และขี้เถ้าแกลบที่ช่วยในการประสานเยื่อเซลลูโลส ให้เชื่อมประสานติดกันและขึ้นรูปโดยวิธี Papermache

แนวคิดการสร้างสรรค์ผลงาน

สังเกตจาก Papermache ที่สามารถขึ้นรูปแบบต่างๆ ได้ง่าย และคงทน

ปัญหาที่นำไปสู่การทดลอง

  1. ปัญหาในการทิ้งถุงดำ หลังการใช้งานทำให้เกิดมลพิษ

  2. ปัญหาของการย่อยสลายของพลาสติก

  3. ปัญหาการเจริญเติบโตของพืชในถุงพลาสติก

วิธีการแก้ปัญหาที่พบในปัจจุบันคือ

  1. การนำขวดพลาสติกที่ย่อยสลายได้ยากมา ทำเป็นกระถางปลูกพืช

  2. ใช้กระถางดินเผาแทนกระถางพลาสติก

  3. การปลูกพืชลงในแปลงผัก

  4. การปลูกพืชออแกนิก

    1. ถุงเพาะชำจากแป้งมันสำปะหลัง

วัตถุประสงค์ของโครงงาน

  1. เพื่อผลิตกระถางใช้ในการเพาะปลูกพืชที่ย่อยสลายได้ในดิน

  2. เพื่อนำกระดาษเหลือใช้มาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

  3. เพื่อลดภาวะโลกร้อน และรักษาสมดุลทางธรรมชาติ

สมมติฐาน

การนำกระดาษเหลือใช้มาเป็นส่วนประกอบในการทำกระถางเซลลูโลสจะทำให้พืชเจริญเติบโตได้ตามปกติ และสามารถย่อยสลายได้

ขั้นตอนการดำเนินการ

  1. ศึกษาวิธีการแยกเยื่อกระดาษที่ใช้แล้ว

จุดมุ่งหมาย เพื่อศึกษาวิธีการแยกเยื่อกระดาษเหลือใช้ที่เหมาะสมต่อโครงสร้างของกระถาง

  1. ศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมในการเตรียมวัสดุคอมพาวด์ ที่ช่วยในการประสานเยื่อเซลลูโลส ให้เชื่อมประสานติดกัน โดยใช้ส่วนผสมของเยื่อกระดาษ ขี้เถ้าแกลบ ปูนซีเมนต์ในอัตราที่แตกต่างกัน และขึ้นรูปได้

จุดมุ่งหมาย เพื่อศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมของวัสดุคอมพาวด์ ที่ช่วยประสานเยื่อเซลลูโลส ให้เชื่อมประสานติดกันได้

  1. ศึกษาประสิทธิภาพของกระถาง

    3.1 ศึกษาอัตราการเติบโตของพืช

    จุดมุ่งหมาย เพื่อศึกษาอัตราการเจริญเติบโตของพืชเมื่อนำพืชไปปลูกในกระถาง

    3.2 ศึกษาระยะเวลาการย่อยสลายในดิน

    จุดมุ่งหมาย เพื่อศึกษาการย่อยสลายในระยะเวลาของการย่อยของกระถางเซลลูโลส

    3.3 ศึกษาผลที่เกิดขึ้นต่อสิ่งมีชีวิตในดิน

    จุดมุ่งหมาย เพื่อศึกษาผลที่เกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตในดินของกระถางเซลลูโลสจากเยื่อกระดาษที่ใช้แล้ว

    3.4 ศึกษาความสามารถในการอุ้มน้ำ

    จุดมุ่งหมาย เพื่อศึกษาความสามารถในการอุ้มนํ้าของกระถางจากเยื่อกระดาษที่ใช้แล้ว

ผลที่คาดว่าจะได้รับ

คุณสมบัติของกระถางจากเซลลูโลส

  1. กระถางสามารถย่อยสลายได้

  2. ไม่เกิดปัญหาขยะที่มีพบกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

  3. สามารถเพิ่มอัตราการเจริญเติบโตให้ต้นกล้ายึดดินได้เร็ว