การศึกษาประสิทธิภาพการย่อยสลายของพลาสติกชีวภาพจากเปลือกถั่วลิสงและอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างกลีเซอรอลเเละซอร์บิทอลในการประยุกต์เป็นถุงเพาะชำ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
อรดา แสงบัณฑิต, กรรณิการ์ ตาแล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ณัฏฐพัชร์ เพ็ชรศรีกุล, สงกรานต์ บุตตะวงค์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ถุงเพาะชำต้นกล้าเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ทำให้เกิดขยะพลาสติกในปัจจุบันเนื่องจากย่อยสลายตามธรรมชาติได้ยาก ปัจจุบันจะใช้ถุงพลาสติกสีดำทั่วไป เกษตรกรจำเป็นต้องดึงต้นกล้าออกจากถุงก่อน นำไปลงดิน ถ้าไม่ทำอย่างระมัดระวังรากมักจะขาด การผลิตพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ได้จากการเกษตรสามารถช่วยลดปัญหาขยะพลาสติกได้ สามารถย่อยสลายได้ง่ายตามธรรมชาติ หากใช้ถุงเพาะชำที่ทำมาจากพลาสติกชีวภาพย่อยสลายได้ เกษตรกรไม่ต้องดึงต้นกล้าออกจากถุงเพาะชำสามารถนำถุงเพาะชำไปฝังลงดินได้เลย และที่สำคัญจุลินทรีย์ในดินยังช่วยย่อยสลายถุงเพาะชำให้กลายเป็นปุ๋ยบำรุงพืชได้อีกด้วย ซึ่งวัสดุที่นำมาผลิตเป็นพลาสติกชีวภาพมากที่สุด คือพอลิแซคคาไรด์ ผู้วิจัยจึงมีวัตถุประสงค์ที่จะศึกษาการทำผลิตภัณฑ์จากวัสดุเหลือใช้ทาง การเกษตรโดยใช้เปลือกถั่วลิสงซึ่งพบเซลลูโลสและเพคตินอยู่มากซึ่งเป็นพอลิเมอร์ เพื่อศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างกลีเซอรอลเเละซอร์บิทอลในการผลิตบรรจุภัณฑ์ฟิล์มย่อยสลายได้จากเปลือกถั่วลิสงเพื่อนำไปประยุกต์ใช้เป็นถุงเพาะชำ ทำโดยการเตรียมผงเซลลูโลสจากเปลือกถั่วลิสง โดยต้มด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ เข้มข้น 1 โมลาร์ ต่อตัวอย่าง 100 กรัม 2 ชั่วโมง นำมากรองด้วยผ้าขาวบาง โดยทำการทดลองซ้ำอีกครั้งนึง แล้วเติมโซเดียมซิลิเกตและแมกนีเซียมซัลเฟตประมาณ 2% และ 0.5% โดยน้ำหนักตัวอย่าง ปรับค่า pH ให้เป็นด่าง ด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 1 โมลาร์ แล้วนำไปต้มต่อ 20 นาที จากนั้นล้างเยื่อด้วยน้ำสะอาด อบให้แห้งที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส จนแห้งสนิท แล้วนำมาปั่นให้ละเอียด จะได้ผงเซลลูโลสจากเปลือกถั่วลิสง จากนั้นสังเคราะห์คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผงที่ได้ในขั้นตอนที่ 1 มา 15 กรัม เติมไอโซโพรพิวแอลกอฮอล์ ปริมาตร 350 มิลลิลิตร ให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส แล้วนำไปกวนผสมให้เข้ากัน เติมสารละลายโซเดียมไฮรดรอกไซด์เข้มข้น 40% ปริมาตร 50 มิลลิลิตร กวนต่อเป็นเวลา 30 นาที เติมกรดคลอโรแอซิติก 18 กรัม กวนต่ออีก 30 นาที จากนั้นปิดปากบีกเกอร์ด้วยอะลูมิเนียมฟอยล์ นำไปอบที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง 30 นาที สารจะแยกออกเป็น 2 ส่วน รินสารละลายใสส่วนบนทิ้ง แล้วเติมสารละลายเมทิลแอลกอฮอล์เข้มข้น 70% และกรดแอซิติก 90% ต่อปริมาตร 100 มิลิลิตร โดยแช่ทิ้งไว้ 10 นาที ทำซ้ำ 5 ครั้ง จากนั้นล้างด้วยเอทิลแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ ปริมาตร 200 มิลิลิตร กรองแยกส่วนที่เป็นของเหลวออก แล้วนำส่วนที่เป็นของแข็งไปอบที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส จนแห้งสนิท แล้วนำมาบดให้ละเอียด ต่อมาจะเป็นการเตรียมฟิล์มพลาสติกชีวภาพจากเปลือกถั่วลิสงและทดสอบคุณสมบัตินำผงซีเอ็มซีของเปลือกถั่วลิสงมา 10 กรัม โดยแบ่งเป็น 8 วิธี โดยใช้อัตราส่วน กลีเซอรอลผสมซอร์ทิบอล 1 : 1 , 3 : 1 , 1 : 3 , 3 : 2 , 2 : 3 , 3 : 3 , 3 : 4 และ 4 : 3 โดยนำผงซีเอ็มซีมาละลายในน้ำกลั่น ให้มีความเข้มข้นร้อยละ 3 โดยมวลต่อปริมาตร กวนผสมให้เข้ากับความร้อนที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 20 นาที จากนั้นเติมกลีเซอรอลและซอร์บิทอลตามอัตราส่วนที่กำหนดในปริมาตร 300 มิลลิลิตร ให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส กวนด้วยเครื่องกวนจนละลายเป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์ม แล้วนำไปอบในตู้อบลมร้อนที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียสจนแห้ง แล้วลอกแผ่นฟิล์มออกจากถาด จากนั้นนำแผ่นฟิล์มไปทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพ ทางกล และประสิทธิภาพในการย่อยสลายของแผ่นฟิล์มแต่ละชิ้น จากนั้นจึงขึ้นรูปเป็นถุงเพาะชำจากสารตั้งต้นของตัวฟิล์มเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด