The Synthesis of Chitosan from Field Crabs for Bioplastic Development
ดูรายละเอียดโครงงานคณะผู้จัดทำ
ทิพมนต์ ปัญญาละ • กานต์ธิดา เท่าแสน • สหสวรรษ ติตะปิ้น
อาจารย์ที่ปรึกษา & สถานศึกษา
อ.อาพินันท์ วรธิพรหมมา, อ.กฤษณดนัย อุทัยสา
รร.เมืองมหาวิชานุกูล จ.มหาสารคาม
ขยะพลาสติกสังเคราะห์ เป็นวิกฤตสิ่งแวดล้อมระดับโลก เนื่องจากย่อยสลายตามธรรมชาติได้ช้านับร้อยปี ก่อให้เกิดมลพิษดิน น้ำ และปัญหาไมโครพลาสติกในห่วงโซ่อาหาร
โครงงานนี้จึงมุ่งนำ เปลือกปูนา ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่อุดมด้วยสารไคติน มาสร้างมูลค่าเพิ่มโดยการสกัดเป็นไคโตซาน เพื่อนำมาพัฒนาเป็นพลาสติกชีวภาพ (Bioplastic) ที่ย่อยสลายได้ 100%
"เปลี่ยนขยะเหลือทิ้ง ให้เป็นวัสดุทดแทนรักษ์โลก พร้อมค้นหาสูตรที่ดีที่สุดเพื่อประสิทธิภาพการใช้งานจริง"
เพื่อหากรดที่เหมาะสมที่สุดในการสกัดและสังเคราะห์ไคโตซานจากเปลือกปูนา
เพื่อค้นหาสารเชื่อมผสาน (Binder) ที่เหมาะสมที่สุดในการนำมาขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์มพลาสติกชีวภาพ
เพื่อหาประสิทธิภาพของพลาสติกชีวภาพที่ได้ เปรียบเทียบกับพลาสติกตามท้องตลาด
กระบวนการวิจัยแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนหลัก เพื่อให้ได้พลาสติกชีวภาพที่มีคุณภาพ
นำเปลือกปูนาบดหยาบ 10g แช่ในกรด HCl และกรดแอซิติก (CH3COOH) ความเข้มข้นร้อยละ 5 นาน 24 ชม. จากนั้นแช่ด่าง NaOH 1 M ตากแห้ง และวัดร้อยละผลได้ของไคโตซาน
นำไคโตซานผสมกับกลีเซอรอล 3 สูตร คือ ผสมน้ำ, ผสมแป้งมัน, และผสมแป้งข้าวโพด เพื่อขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์ม ทดสอบความสามารถยืดออกด้วยน้ำหนัก 10 กรัม
นำพลาสติกชีวภาพที่ได้ เปรียบเทียบกับพลาสติกห่ออาหารและพลาสติกหิ้วในท้องตลาด ในด้านการยืดตัว การละลายน้ำ และการย่อยสลายทางชีวภาพ (ฝังดิน 2 เดือน)
ผลลัพธ์ที่ได้จากการเปรียบเทียบและทดสอบประสิทธิภาพ
ร้อยละผลได้ไคโตซานจากกรดแอซิติก
ให้ผลดีกว่ากรด HCl (ที่ได้เพียง 8.66%) และใช้น้ำชะล้างน้อยกว่า
สูตรสารเชื่อมผสานที่เหมาะสมที่สุด
ทำให้พลาสติกมีความยืดหยุ่นดีที่สุด ไม่เปราะแตก
| ตัวชี้วัด | พลาสติกชีวภาพ (ปูนา) | พลาสติกห่ออาหาร | พลาสติกหิ้ว |
|---|---|---|---|
| ระยะการยืดตัว (ซม.) | 1.23 | 4.22 | 0.34 |
| การละลายน้ำ | ละลายภายใน 30 นาที | ไม่ละลาย | ไม่ละลาย |
| การย่อยสลาย (ฝังดิน 2 เดือน) | ย่อยสลายได้ | ไม่ย่อยสลาย | ไม่ย่อยสลาย |
กรดแอซิติก ให้ร้อยละผลได้ไคโตซานสูงกว่าและใช้น้ำชะล้างน้อยกว่า พลาสติกชีวภาพที่พัฒนาได้จากสูตร (ไคโตซาน + กลีเซอรอล + แป้งมัน) มีความยืดหยุ่น สามารถย่อยสลายในดินได้ภายใน 2 เดือน และละลายน้ำได้ภายใน 30 นาที
แสดงให้เห็นว่า "เปลือกปูนา" สามารถนำมาพัฒนาเป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้จริงและมีประสิทธิภาพ