พลาสติกชีวภาพจากผักตบชวา
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ภัทรนันท์ หอมนาน, ฐิติยา กะทาง, ภาวินี แซ่เบ้
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
คุณากร จิตตางกูร
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันมนุษย์มีการนำพลาสติกมาใช้งานอย่างหลากหลายรูปแบบ เพราะพลาสติกมีคุณสมบัติที่ทนทาน น้ำหนักเบา ทนต่อกรดและด่างได้ดี แต่เมื่อสึกหรอแล้วซ่อมแซมได้ยาก จึงถูกนำไปทิ้งและกลายเป็นขยะ ซึ่งพลาสติกไม่สามารถย่อยสลายเองตามธรรมชาติได้ภายในระยะเวลาอันสั้น จึงทำให้เกิดการผลิตพลาสติกชีวภาพ (bioplastic) หรือพลาสติกชีวภาพที่ย่อยสลายได้ (biodegradable plastic) สามารถย่อยสลายเองได้ตามธรรมชาติขึ้น ซึ่งในการผลิตพลาสติกชีวภาพส่วนใหญ่นิยมใช้แป้ง และเซลลูโลสเป็นวัสดุในการผลิต โดยการผลิตพลาสติกชีวภาพจากแป้งนั้นต้องเปลี่ยนแป้งให้กลายเป็นโมโนเมอร์ (monomer) หรือกรดแลคติก (lactic acid) จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการ polymerization ทำให้กรดแลคติกเชื่อมกันเป็นสายยาวที่เรียกว่า โพลีเมอร์ ส่วนการผลิตพลาสติกชีวภาพจากเซลลูโลสนั้น ต้องนำเซลลูโลสมาสังเคราะห์เป็นคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสหรือซีเอ็มซี (Carboxymethyl cellulose, CMC) และจากการศึกษาพบว่า พืชที่จะเป็นวัสดุในการผลิตพลาสติกชีวภาพต้องมี แอลฟาเซลลูโลสไม่ต่ำกว่าร้อยละ 29 มีลิกนินไม่เกินร้อยละ 22 มีเถ้าไม่เกินร้อยละ 9 และมีเพนโตแซนไม่เกินร้อยละ 32 (สุนันท์ พงษ์สามารถ และคณะ, 2532)
ผักตบชวาเป็นวัชพืชน้ำที่มีการแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดปัญหาต่อระบบเศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อม เช่น กรณีผักตบชวาลอยเต็มแม่น้ำลำคลอง การขนส่งและการสัญจรทางน้ำเป็นไปอย่างยากลำบาก อัตราการไหลของแม่น้ำลำคลองลดลง และทำให้เกิดการเน่าเสีย ส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำและชาวบ้านที่อาศัยอยู่ในบริเวณดังกล่าวส่วนผักตบชวาที่จมลงใต้น้ำก็จะเกิดการทับถมทำให้น้ำตื้นเขินเร็วกว่าปกติ (สุธีรา ชูบัณฑิต, 2557) และในปัจจุบันนี้มีการนำผักตบชวามาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ทั้งการแปรรูปเป็นเครื่องจักสาน ถ่านอัดแท่งพลังงานเชื้อเพลิง และดินผสมพร้อมปลูก เป็นต้น และจากการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของผักตบชวา พบว่า ผักตบชวามีเซลลูโลสอยู่ที่ร้อยละ 44 มีลิกนินอยู่ที่ร้อยละ 13 มีเถ้าอยู่ที่ร้อยละ 21 และมีแพนโตแซนอยู่ที่ร้อยละ 15 (อมรรัตน์ สีสุกอง และคณะ, 2550) ซึ่งมีคุณสมบัติที่น่าจะผลิตเป็นพลาสติกชีวภาพได้ แต่เนื่องจากผักตบชวามีปริมาณเถ้าที่มากกว่าเกณฑ์ จึงต้องมีการปรับกระบวนการผลิตให้เหมาะสมกับการผลิตพลาสติกชีวภาพจากผักตบชวา คาดว่าจะได้กระบวนการในการผลิตพลาสติกชีวภาพจากผักตบชวาและสามารถย่อยสลายได้