เครื่องดีไอวายเอ็กซ์ทรูเดอร์สกรูคู่สำหรับเตรียมพลาสติกชีวภาพจากคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากเปลือกทุเรียนและแป้ง เพื่อผลิตฟิล์มบางที่ย่อยสลายได้

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปราบ หิรัณยชาตรี, อนุวัฒน์ แก่นนาคำ, เนติ เนตรเกื้อกูล

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ภาณุพงศ์ ภูทะวัง, ศรัณย์ นวลจีน

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนกำเนิดวิทย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในปัจจุบันจังหวัดระยองถือเป็นหนึ่งในจังหวัดที่มีชื่อเสียงในเรื่องของทุเรียนซึ่งเป็นผลไม้ที่เป็นที่น่าสนใจและดึงดูดให้นักท่องเที่ยวทั้งชาวไทยและชาวต่างชาติให้มาท่องเที่ยวที่จังหวัดระยองเพื่อรับประทานทุเรียน จากความเป็นที่นิยมนี้ทาให้มีขยะชีวภาพเกิดขึ้นเป็นจานวนมาก นั่นก็คือเปลือกทุเรียน โดยเปลือกทุเรียนเหล่านั้น ผู้คนส่วนใหญ่ไม่ได้นาไปสร้างประโยชน์มากนัก โดยอย่างมากก็มีการนาไปทาเป็นปุ๋ยชีวภาพ ซึ่งนอกจากจะไม่ใช่ การสร้างประโยชน์ได้มากที่สุดจากขยะชีวภาพ ยังมีผู้คนแค่ส่วนน้อยที่ใช้วิธีนี้เนื่องจากเป็นวิธีที่ลาบากเทียบกับ การฝังกลบหรือการนาไปเผา ซึ่งล้วนแต่ก่อให้เกิดมลพิษในด้านต่าง ๆ เช่น มลพิษทางอากาศ มลพิษทางดิน เป็นต้น

ทางผู้พัฒนาจึงมีความต้องการที่จะจัดการกับปัญหาขยะชีวภาพนี้โดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษและก่อให้เกิด ประโยชน์สูงสุด จากการศึกษาพบว่ามีการค้นคว้าวิจัยพลาสติกชีวภาพจากคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสหรือซีเอ็มซี (Carboxymethyl Cellulose: CMC) หรือพอลิเมอร์ที่เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่สามารถสังเคราะห์ได้จาก เปลือกทุเรียน ซึ่งการค้นคว้าวิจัยดังกล่าวไม่ได้เพียงแต่จะนาเปลือกทุเรียนมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่ยังสามารถแก้ไขปัญหามลพิษจากขยะพลาสติกและขยะชีวภาพได้ดีอีกด้วย โดยทั่วไปแล้วซีเอ็มซีมีคุณสมบัติเป็น สารเพิ่มความหนืดที่ช่วยในการยึดเกาะ จึงทาให้การผสมและอัดรีดขึ้นรูปพลาสติกจากซีเอ็มซีเป็นไปได้ยาก

เทอร์โมพลาสติกจากแป้งหรือทีพีเอส (Thermoplastic starch, TPS) เป็นหนึ่งในพอลิเมอร์ย่อยสลายได้ ทางชีวภาพ (Biodegradable) ที่มีต้นทุนต่าที่สุดแต่ก็มีข้อเสียในด้านความเปราะ เสถียรภาพทางความร้อน และความไวต่อน้า ซึ่งหนึ่งในวิธีการแก้ปัญหา สมบัติเชิงกายภาพนั้นก็คือ การผสมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสหรือ ซีเอ็มซี (Carboxymethyl Cellulose, CMC) ที่มีคุณสมบัติเป็นสารเพิ่มความหนืด และยืดระยะเวลาการสลายตัว ทางผู้พัฒนาจึงได้วางแผนในการออกแบบและสร้างเครื่องเอ็กซ์ทรูเดอร์สกรูคู่ขนาดเล็กสาหรับการผสมพลาสติก ชีวภาพเพื่อให้เหมาะสมกับชนิดและปริมาณของพลาสติกชีวภาพ โดยโครงงานนี้มีความมุ่งหวังที่จะสร้าง เครื่องเอ็กซ์ทรูเดอร์สกรูคู่ขนาดเล็กและทดสอบคุณสมบัติของเครื่อง เพื่อเป็นเครื่องต้นแบบสาหรับการสร้างเครื่อง เอ็กซ์ทรูเดอร์ที่นักเรียนสามารถสร้างขึ้นได้เองและใช้ได้ในโรงเรียน รวมถึงศึกษาผลของซีเอ็มซีต่อสมบัติทาง กายภาพของพลาสติกชีวภาพ และผลิตพลาสติกชีวภาพที่สามารถนาไปใช้ได้จริงในชีวิตประจาวัน

ผลจากการทดลองและศึกษาพบว่า ในการเปรียบเทียบภาพถ่ายความร้อนและภาพการจาลองความร้อน ในแต่ละส่วนของเครื่องดีไอวายเอ็กซ์ทรูเดอร์สกรูคู่ พบว่าอุณหภูมิใน แต่ละช่วงมีค่าที่ใกล้เคียงกันจึงสามารถ สรุปได้ว่าคณะผู้จัดทาได้สร้างเครื่องดีไอวายเอ็กซ์ทรูเดอร์สกรูคู่ที่ใกล้เคียงตามที่ออกแบบไว้ และสามารถอัดรีด พลาสติกชีวภาพได้จริง