ถุงบรรจุภัณฑ์ไบโอพลาสติกคอมพาวด์แตกสลายได้ทางชีวภาพจากกาบของต้นกล้วย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
นรัญช์ จงทอง, ศิริวิภา สายยืด, วริยา จันทร์แสงสุก
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ณัฐภัสสร เหล่าเนตร์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบันพบว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีการใช้งานกันอยู่นั้นเกือบทั้งหมดจะใช้วัตถุดิบจากการกลั่นปิโตรเลียม เช่นน้ำมันดิบก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ใช้แล้วหมดไปนอกจากนี้ยังก่อให้เกิดผลกระทบต่อสภาวะแวดล้อมไม่ว่าจะเป็นกระบวนการผลิตหรือวิธีการกำจัด ทำให้การพลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเป็นที่สนใจมากขึ้น โดยพลาสติกชีวภาพถือเป็นนวัตกรรมใหม่ของอุตสาหกรรมพลาสติก ที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยกระบวนการชีวภาพหรือถูกหมักเป็นปุ๋ยได้ในสภาวะที่เหมาะสม สามารถนำไปใช้ทดแทนผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผลิตจากปิโตรเคมีได้ การพลาสติกชีวภาพย่อยสลายจะใช้วัตถุดิบที่สามารถผลิตทดแทนขึ้นใหม่ได้ในธรรมชาติหรือวัสดุเหลือใช้จากการเกษตร
กาบของต้นกล้วยซึ่งถูกทิ้งจากการเก็บเกี่ยวผลผลิตแล้วจำนวนมาก ประกอบกับเป็นส่วนที่มีเส้นใยสูงจึงสามารถใช้เป็นวัสดุดิบในการสกัดเซลลูโลสเพื่อใช้ในการเตรียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสหรือซีเอ็มซี (Carboxymethyl Cellulose, CMC) เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสในรูปของเกลือโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส เป็น “พอลิเมอร์ชีวภาพ”ชนิดที่มีประจุลบ มีบทบาทสำคัญมากในอุตสาหกรรมหลายชนิด มีการนำเข้าเป็นจำนวนมากในแต่ละปี ซึ่งกฤษณาและคณะ (2005)ได้เตรียม ซีเอ็มซีจากเปลือกทุเรียนโดยการทำปฏิกิริยาของเยื่อแอลฟาเซลลูโลสจากเปลือกทุเรียนกับสารอีเทอร์ริฟายอิงเอเจนต์ในสภาวะด่าง พบว่า มีคุณภาพใกล้เคียงกับซีเอ็มซีเกรดการค้าที่ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ปราณีและคณะ (2542) เตรียมซีเอ็มซีจากชานอ้อยโดยใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์และกรดโมโนคลอโรแอซีติกในการทำปฏิกิริยาอีเทอริฟิเคชันด้วยระบบที่ใช้ตัวทำละลาย พบว่า มีคุณสมบัติส่วนใหญ่สูงกว่าซีเอ็มซีเกรดการค้าที่ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ซีเอ็มซีสามารถนำมาขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์มหรือพลาสติกได้ แต่จำเป็นต้องเติมสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้กับพลาสติก ซึ่งสารเติมแต่งที่นิยมใช้แบ่งออกตามคุณสมบัติโดยสารเติมแต่งที่เพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายได้ทางชีวภาพและลดต้นทุนการผลิต เช่น แคลเซียมคาร์บอเนตและแป้งมัน สารเติมแต่งเพื่อพัฒนาคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น สารอินทรีย์จำพวกพอลิเอทีลีนไกลคอล และสารเติมแต่งเพื่อลดอุณหภูมิการ เปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) เช่น กลีเซอรอล เป็นต้น ซึ่งนิลวรรณและคณะ (2551) ได้เตรียมฟิล์มซีเอ็มซีจากเปลือกทุเรียนโดยใช้กลีเซอรอลและพอลิเอทิลีนไกลคอลเป็นสารเติมแต่ง พบว่า ฟิล์มซีเอ็มซีที่เติมกลีเซอรอลปริมาณ 1.2% โดยน้ำหนัก มีศักยภาพในการใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้ แต่ไม่สามารถปิดผนึกได้ด้วยความร้อน ดังนั้น การนำกาบต้นกล้วยมาเพิ่มมูลค่าโดยการสังเคราะห์เป็นซีเอ็มซี และพัฒนาเป็นบรรจุภัณฑ์พลาสติกคอมพาวด์โดยใช้แป้งมันผงเซลลูโลสจากกาบกล้วยและซีเอ็มซีที่สังเคราะห์จากผงเซลลูโลสจากกาบกล้วยร่วมกับสารเติมแต่งที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ นอกจากจะช่วยลดปริมาณขยะ เพิ่มมูลค่าให้กับของเหลือใช้ทางการเกษตรแล้วยังสามารถเพิ่มรายได้ให้เกษตรกรแล้วและตอบสนองต่อความต้องการใช้วัสดุหรือบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคต