การผลิตภาชนะบรรจุอาหารชีวภาพจากชานอ้อยคั้นน้ำโดยวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ผู้วิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อนำชานอ้อยคั้นน้ำที่เหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมผลิตน้ำอ้อยมาใช้ประโยชน์ โดยจะนำมาผลิตเป็นจาน ชามประเภทใช้ทิ้งและสามารถย่อยสลายได้ ดังนั้นการผลิตจะพยายามหาวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งทุกกระบวนการในการผลิตจะพยายามใช้สารเคมีและวิธีการที่กระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด กระบวนการผลิตจะเริ่มจากการสกัดเยื่อเซลลูโลสออกจากชานอ้อยโดยวิธีที่ไฮโดรเทอร์มอลซึ่งเป็นวิธีการใช้ความดันและความร้อน พบว่าการสกัดเยื่อด้วยไฮโดรเทอร์มอลที่ 150 oC 2 ชั่วโมง ด้วยสารละลาย NaOH 0.25 M หรือ 5 กรัมต่อลิตร เป็นปัจจัยที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากสามารถใช้สารเคมีน้อยที่สุดที่ได้เยื่อที่สามารถขึ้นรูปต่อไปได้ โดยเมื่อเทียบกับระบบต้มในสภาวะปกติจำเป็นต้องใช้ NaOH ความเข้มข้นประมาณ 1 M หรือ 40 กรัมต่อลิตร หลังจากได้เยื่อแล้วขั้นตอนต่อไปเป็นหาชนิดและปริมาณที่เหมาะสมของสารเติมแต่ง โดยสารเติมแต่งที่ใช้จะได้แก่ แป้งข้าวเหนียว แป้งข้าวโพด แป้งทั้งสองชนิดผสมกันกันพบว่า แป้งข้าวโพดใส่ลงไปจำนวน 10 กรัมต่อปริมาณเยื่อ 50 กรัม เหมาะสมที่สุดเนื่องจากให้สมบัติความแข็งแรงดึงและการทนทานการฉีกขาดที่สูง ส่วนความเหนียวเปลี่ยนแปลงลดลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแผ่นเยื่อที่ทำจากเยื่อที่ไม่ใส่แป้งเป็นตัวประสาน หลังจากสามารถผลิตแผ่นเยื่อที่มีสมบัติเหมาะสมแล้วจึงนำมาใช้ในการศึกษาหาชนิดและปริมาณสารเคลือบ รวมทั้งวิธีการเคลือบ โดยสารเคลือบที่ใช้เตรียมได้จากพลาสติกชีวภาพได้เพคติน ไคโตซาน และแป้งถั่วเขียว พบว่าเทคนิคที่ใช้จะเป็นการหล่อฟิลม์ก่อนแล้วนำไปเคลือบโดยการกดอัดเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุด และไคโตซานจะเป็นวัสดุเคลือบที่ดีที่สุดเนื่องจากขึ้นรูปง่าย และสามารถทนน้ำ ทนน้ำมันได้ โดยส่วนผสมที่ดีที่สุดได้แก่ส่วนผสมของไคโตซาน 1.0 กรัมผสมกับกรดอะซิติก 0.5 % ปริมาณ 100 ml และ กลีเซอรอล 0.5 กรัม หลังจากนั้นจึงนำไปขึ้นรูปเป็นจานประเภท 7 นิ้วเพื่อเปรียบเทียบกับภาชนะประเภทเดียวกันที่ขายตามท้องตลาดพบว่า ภาชนะจานจากงานวิจัยจะมีสมบัติทางกล การทนน้ำและน้ำมันใกล้เคียงการภาชนะจานทางการค้าแต่มีสมบัติดีกว่าทางการค้าในด้านของการย่อยสลาย ส่วนการทนความร้อนพบว่ามีข้อด้อยอยู่บ้างเนื่องจากมีการเปลี่ยนสีที่อุณหภูมิมากกว่า 150 0C ในงานวิจัยนี้ได้ทำการออกแบบและจัดทำแม่พิมพ์สำหรับการขึ้นรูปภาชนะจากเส้นใยชานอ้อยคั้นน้ำ ซึ่งประกอบด้วยแม่พิมพ์ 2 รูปแบบ ได้แก่ 1) แบบแห้ง ใช้แผ่นเยื่ออัดในการขึ้นรูป และ 2) แบบเปียก ใช้เส้นใยเปียกในการขึ้นรูป นอกจากนี้ยังวิเคราะห์จุดคุ้มทุนของการผลิตภาชนะจากทั้งแม่พิมพ์แบบแห้งและแบบเปียก โดยมีสมมุติฐานของงานวิจัย คือ แม่พิมพ์แบบเปียกจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการผลิตเพราะสามารถนำเส้นใยมาอัดขึ้นรูปได้ทันทีโดยไม่ผ่านขั้นตอนการทำให้เป็นแผ่น ซึ่งจากผลการทดลองพบว่า แม่พิมพ์เปียกที่ออกแบบสามารถขึ้นรูปภาชนะได้ตามต้องการ แม้ลักษณะภาชนะที่ผลิตได้จะมีจุดบกพร่องอยู่บ้างซึ่งอาจพัฒนาแก้ไขต่อไปได้ และจากการวิเคราะห์จุดคุ้มทุนพบว่าการผลิตในระดับห้องปฏิบัติการมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับการผลิตทางการค้า เนื่องจากผลิตต่อวันในปริมาณที่น้อยเพราะเป็นการทดลองผลิตด้วยเครื่องมือที่คิดขึ้นใหม่ และยังมีกำลังการผลิตในแต่ละครั้งที่น้อย ซึ่งถ้าต้องมีการผลิตจริงเพื่อขายหรือจำหน่ายจะต้องผลิตต่อวันในปริมาณที่สูงขึ้นเพื่อให้ต้นทุนการผลิต/ใบต่ำลง อย่างไรก็ตามพบว่าเมื่อเปรียบเทียบระหว่างแม่พิมพ์แบบแห้งและแบบเปียกในงานวิจัย พบว่าการใช้แม่พิมพ์แบบเปียกช่วยลดต้นทุนการผลิตลงได้ โดยภาชนะที่ผลิตจากแม่พิมพ์แบบเปียกมีต้นทุนรวมทั้งสิ้น 539.59 บาท/ครั้ง ส่วนภาชนะที่ผลิตจากแม่พิม์แบบแห้งมีต้นทุนรวมทั้งสิ้น 556.29 บาท/ครั้ง ซึ่งต่ำกว่าภาชนะที่ผลิตจากแม่พิมพ์แบบแห้งรวมจำนวน 16.70 บาท/ครั้งที่ทำการผลิต

คำสำคัญ