เเผ่นฟิล์มย่อยสลายได้จากเเป้งมันสำปะหลังเเละศึกษาผลของการเติมซิลิกาที่สกัดจากเถ้าชีวมวล

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธันย์ชนก นะชา, ปิยมาศ จันทอง, ณิชาภา เรืองกิจวณิช

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

พรพรรณ พึ่งโพธิ์, สายสมร ลำลอง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนลือคำหาญวารินชำราบ

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในงานวิจัยนี้ได้สกัดซิลิกาจากเถ้าชีวมวล โดยใช้เถ้าชีวมวลจากโรงงานน้ำตาลมิตรผล จังหวัดอำนาจเจริญ ตรวจความบริสุทธิ์ของซิลิกาที่สกัดได้ด้วยเทคนิค XRF และนำไปคำนวณผลผลิตร้อยละ จากนั้นนำซิลิกาที่ได้มาเป็นส่วนผสมในการขึ้นรูปแผ่นฟิล์มชีวภาพ และได้ศึกษากระบวนการขึ้นรูปแผ่นฟิล์มจากแป้งมันสำปะหลัง หลังจากนั้นนำแผ่นฟิล์มที่มีส่วนผสมของซิลิกาและแผ่นฟิล์มที่ทำจากแป้งมันสำปะหลังไปทดสอบคุณสมบัติเชิงกล วิเคราะห์เชิงความร้อนและศึกษาการย่อยสลายทางชีวภาพของแผ่นฟิล์ม จากการศึกษาพบว่าซิลิกาที่สกัดได้มีความบริสุทธิ์ 80.5% และผลผลิตร้อยละเท่ากับ 90.85% ในส่วนของการขึ้นรูปแผ่นฟิล์มพบว่าสามารถขึ้นรูปแผ่นฟิล์มจากแป้งมันสำปะหลังได้ และซิลิกาไม่มีผลต่อการขึ้นรูปของแผ่นฟิล์ม แต่การเติมกลีเซอลรอลตั้งแต่ 10% ขึ้นไปไม่สามารถขึ้นรูปแผ่นฟิล์มให้เป็นแผ่นได้ สำหรับคุณสมบัติเชิงกลของแผ่นฟิล์มพบว่า ตัวอย่างที่มีส่วนผสมของแป้งมันสำปะหลังเพียงอย่างเดียวมีค่าความทนทานต่อแรงดึง(Tensile strength) สูงสุดเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่มีส่วนผสมของแป้งมันสำปะหลัง กลีเซอรอล7.5% และ

ซิลิการ้อยละ 0, 1, 10 โดยน้ำหนักแป้ง ซึ่งมีค่าเท่ากับ 28.50 MPa โดยมีค่าน้อยกว่าเมื่อเทียบกับถุงร้อนใส(Polypropylene) และพบว่าค่าการยืดตัว ณ จุดขาด(Elongation at break) ของตัวอย่างที่มีส่วนผสมของแป้งมันสำปะหลังและกลีเซอรอล7.5% มีค่าสูงสุดเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่มีส่วนผสมของแป้งมันสำปะหลังเพียงอย่างเดียวและตัวอย่างที่มีส่วนผสมของแป้งมันสำปะหลัง กลีเซอรอล7.5% และซิลิการ้อยละ 1, 10 โดยน้ำหนักแป้งมันสำปะหลัง ซึ่งมีค่าเท่ากับ 4.69% โดยมีค่าน้อยกว่าเป็นอย่างมากเมื่อเทียบกับถุงร้อนใส(Polypropylene) จากการทดสอบเสถียรภาพทางความร้อนของแผ่นฟิล์มด้วยวิธีTGA พบว่าการสูญเสียน้ำหนักในช่วงแรกเป็นการสูญเสียน้ำในแผ่นฟิล์ม โดยแผ่นฟิล์มที่มีกลีเซอรอล 7.5% และซิลิกา 10% (ตัวอย่างC4) มีเปอร์เซ็นต์การสูญเสียน้ำหนักน้อยที่สุด คือ 15% การสูญเสียน้ำหนักในช่วงที่สองเป็นสูญเสียน้ำหนักของแผ่นฟิล์มและกลีเซอรอล โดยตัวอย่าง C4 มีเปอร์เซ็นต์การสูญเสียน้ำหนักน้อยที่สุด คิดเป็น 45% แต่ก็เริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำที่สุดคือ 240 °C เมื่อเทียบตัวอย่างอื่น ๆ (270 °C) ซึ่งผลจากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าการเติมซิลิกามีผลต่อการทนความร้อนของแผ่นฟิล์ม นั่นคือทำให้แผ่นฟิล์มมีการสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำลง แต่ก็ทำให้การสลายตัวแต่ละครั้งของแผ่นฟิล์มสูญเสียน้ำหนักน้อยลง และการศึกษาการย่อยสลายทางชีวภาพของแผ่นฟิล์มพบว่า แผ่นฟิล์มตัวอย่างที่ไม่มีส่วนผสมของซิลิกามีอัตราการย่อยสลายสูงกว่าแผ่นฟิล์มตัวอย่างที่มีส่วนผสมของซิลิกา จากผลการศึกษาที่ได้ แสดงให้เห็นว่าเถ้าชีวมวลเป็นสารตั้งต้นในการสกัดซิลิกาที่มีศักยภาพสูง และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการขึ้นรูปของแผ่นฟิล์มชีวภาพเพื่อทำให้แผ่นฟิล์มทนต่อความร้อนและทำให้แผ่นฟิล์มย่อยสลายทางชีวภาพได้ช้าลงซึ่งเป็นผลดีต่อการใช้งานในทางการค้า การสกัดซิลิกาจากเถ้าชีวมวลยังเป็นการหมุนเวียนการใช้ทรัพยากรต่าง ๆ ที่เกิดจากการเกษตรและทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งถือเป็นการพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อให้เกิดของเสียน้อยที่สุด(Zero-Waste)

คำสำคัญ ซิลิกา เถ้าชีวมวล แผ่นฟิล์มชีวภาพ การย่อยสลายทางชีวภาพ