บรรจุภัณฑ์พลาสติกชีวภาพจากลิกโนเซลลูโลสในหญ้าแพรก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สุธาสินี จิติ, จิรัชยา ลบเจริญ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ภคพร บัวทอง, อรทัย ล่ำสัน

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ลพบุรี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ประเทศไทยก็มีการใช้บรรจุภัณฑ์พลาสติกบรรจุอาหารต่างๆเพื่อจำหน่ายเป็นจำนวนมาก และยิ่งขยะพลาสติกเพิ่มมากขึ้นก็จะยิ่งเป็นพิษกับสิ่งแวดล้อมเพราะพลาสติกธรรมดานั้นใช้เวลาย่อยสลายนานถึง 450 ปี คณะผู้จัดทำจึงสนใจที่จะศึกษาพลาสติกชีวภาพที่สามารถย่อยสลายได้โดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมเพื่อลดปริมาณขยะพลาสติก จากการศึกษาลิกโนเซลลูโลสเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งสามารถผลิตเป็นเอทานอลชีวภาพเพื่อใช้ในการผลิตพลาสติกพอลิพรอพิลีนชีวภาพเช่นเดียวกับเอทานอลชีวภาพที่ผลิตจากวัตถุดิบประเภทแป้งและน้ำตาล เนื่องจากหญ้าแพรกมีปริมาณลิกโนเซลลูโลสมากกว่าวัชพืชชนิดอื่นๆจากการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของหญ้าทั้ง6ชนิด (เกตกัลญา บุญมณี, 2561) และเป็นวัชพืชที่เจริญเติบโตได้เร็ว อีกทั้งยังสามารถหาได้ตามพื้นดินทั่วไปหรือในนาข้าวที่เกษตรกรมักต้องการกำจัดทิ้ง คณะผู้จัดทำตระหนักถึงปัญหาขยะพลาสติกที่เพิ่มขึ้นจึงศึกษาวิธีทำบรรจุภัณฑ์พลาสติกชีวภาพ โดยโครงงานนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อผลิตบรรจุภัณฑ์พลาสติกชีวภาพจากลิกโนเซลลูโลสในหญ้าแพรก โดยมีขั้นตอนดังนี้ (1)ผลิตเอทานอลชีวภาพจากลิกโนเซลลูโลสในหญ้าแพรกโดยใช้วิธีเซลลูโลไลซิส (Cellulolysis) (2)นำเอทานอลชีวภาพมาผ่านกระบวนการดึงน้ำออก (Dehydration reaction) ให้ได้เอทิลีนชีวภาพ (CH2=CH2) (3)นำเอทิลีนชีวภาพมาผ่านกระบวนการไดเมอร์ไรซ์ (Dimerized) ให้ได้นอร์มอลบิวทีน (CH3-CH=CH-CH3) (4)นำนอร์มอลบิวทีนมาทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนเพื่อให้ออกมาเป็นพอลิพรอพิลีนชีวภาพ (CH3-CH=CH2) (5)นำพอลิพรอพิลีนชีวภาพมาทำปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรซ์เซชั่น (Polymerization) ให้ได้พลาสติกชีวภาพพอลิพรอพิลีน (6)นำพลาสติกชีวภาพพอลิพรอพิลีนมาทำให้กลายเป็นแผ่นพลาสติกด้วยเครื่องเป่าพลาสติก (7)ขึ้นรูปเป็นบรรจุภัณฑ์ด้วยวิธีอัดขึ้นรูปพลาสติกแผ่น (Thermoforming) คือทำให้แผ่นพลาสติกอ่อนตัวด้วยความร้อน แล้วทำให้พลาสติกยืดตัวออก จากนั้นทำให้พลาสติกมีรูปร่างตรงตามแม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์ด้วยแรงดันสุญญากาศ