ในประเทศ

เปลือกทุเรียนมีค่า อย่าทิ้ง เปลี่ยนโฉมใหม่ เป็น “พลาสติกชีวภาพ” สร้างรายได้มหาศาล

ปัจจุบัน พลาสติกชีวภาพ (Bioplastic) หรือพลาสติกชีวภาพย่อยสลายได้ (Biodegradable plastic) หมายถึง พลาสติกที่ผลิตขึ้นจากวัสดุธรรมชาติ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชได้นานาชนิด เช่น เปลือกทุเรียน เปลือกข้าวโพด เปลือกมันสำปะหลัง กากชานอ้อย ฯลฯ ถูกนำมาแปรรูปเป็นเครื่องใช้ไม้สอยมากมายหลายชนิด เช่น จานอาหาร แก้วน้ำ ตู้ โต๊ะ กล่อง เป็นต้น แนวคิดการนำเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาแปรรูปเป็นพลาติกชีวภาพ ช่วยลดปริมาณขยะในสิ่งแวดล้อมได้เป็นอย่างดี

คุณกนกศักดิ์ ลอยเลิศ นักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติการ กลุ่มวิจัยและพัฒนาการแปรรูปผลิตผลเกษตร สำนักวิจัยและพัฒนาวิทยาการหลังการเก็บเกี่ยวและแปรรูปผลิตผลเกษตร กรมวิชาการเกษตร กล่าวว่า พลาสติกที่ใช้กันทั่วไปเป็นพลาสติกที่สังเคราะห์จากปิโตรเคมี ไม่สามารถย่อยสลายได้ภายในระยะเวลาอันรวดเร็ว อาจใช้เวลา 100-200 ปี จึงจะย่อยสลายได้ พลาสติกสังเคราะห์มีข้อดี ก็คือ ทนสารเคมีและทนความร้อนได้ดี จัดเก็บอาหารได้ในระยะเวลายาวนาน ส่วนข้อเสีย ก็คือ ทำลายได้ยากมาก ที่สำคัญคือเป็นขยะที่สร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม สร้างปัญหาต่อชั้นบรรยากาศของโลก และคุณภาพชีวิตของมนุษย์

ด้านคุณศิริพร เต็งรัง นักวิทยาศาสตร์ชำนาญการ กลุ่มวิจัยและพัฒนาการแปรรูปผลิตผลเกษตร ซึ่งเป็นหัวหน้าคณะวิจัยการผลิตพลาสติกชีวภาพจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ได้อธิบายเกี่ยวกับ “พลาสติกชีวภาพ (Bioplastic)” ว่าเป็นพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ อาจย่อยสลายด้วยเอนไซม์และแบคทีเรียในธรรมชาติ ร่วมกับอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสม หรือย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของพลาสติก ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เองในธรรมชาติอย่างช้าๆ โดยมีออกซิเจน ความร้อน แสงยูวี หรือแรงทางกลเป็นปัจจัยสำคัญ เป็นต้น

ปัจจุบัน ทั่วโลกมีการใช้งานผลิตภัณฑ์พลาสติกชีวภาพอย่างแพร่หลาย เช่น ไหมละลาย สารเคลือบกระดาษ ฟิล์มคลุมดิน ถุงเพาะกล้าไม้ ถุงใส่ของ โฟมเม็ดกันกระแทก และบรรจุภัณฑ์ที่ใส่อาหารต่างๆ เป็นต้น

แปรรูปเปลือกทุเรียนเป็นพลาสติกชีวภาพ

คุณศิริพร กล่าวว่า ทุเรียนเป็นผลไม้เศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย มีปริมาณการบริโภคสูงทั้งในรูปของผลสดและแปรรูปจำนวนมากในลักษณะทุเรียนทอดกรอบและทุเรียนกวน จึงมีเปลือกทุเรียนถูกทิ้งเป็นกองขยะจำนวนมากในแต่ละปี สร้างปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม

ทั้งนี้ กรมวิชาการเกษตร ได้ทำการศึกษาวัสดุเหลือทิ้งจากกระบวนการเตรียมเนื้อทุเรียนสำหรับทอดกรอบของ นายลือพงษ์ ลือนาม และ นายจนูญ เทียมประทีป เมื่อปี 2552 พบว่า การทำทุเรียนทอดนั้นใช้ทุเรียนสด 1 ตัน มีเปลือกทิ้งสูงถึง 585.60 กก. หรือ 58.60 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเกษตรกรส่วนใหญ่จะกองทิ้งไว้เป็นขยะ สร้างปัญหาในเรื่องการกำจัดขยะจำนวนมาก

ผลเซลลูโลสจากเปลือกทุเรียน

คุณศิริพร กล่าวต่อไปว่า ปัจจุบัน มีการนำเปลือกทุเรียนมาทำเป็นปุ๋ยพืชสด และถ่าน ส่วนต้นกล้วยถูกนำมาทำเป็นเชือก กระดาษ และใช้เป็นอุตสาหกรรมสิ่งทอ เนื่องจากเปลือกทุเรียนและต้นกล้วยมีเซลลูโลส ที่เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส หรือ ซีเอ็มซี (Carboxymethyl cellulose, CMC) ซึ่งเป็น “พอลิเมอร์ชีวภาพ” และมีบทบาทมากในอุตสาหกรรมหลายชนิด เช่น อุตสาหกรรมซักฟอก สิ่งทอ กระดาษ เซรามิก สี กาว อาหารและยา นอกจากนั้น ยังใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดและสารยึดเกาะ (binder) และสารคงสภาพ (Stabilizer)

แผ่นฟิล์ม ซีเอ็มซี

ทั้งนี้ การผลิต ซีเอ็มซี ในต่างประเทศจะผลิตจากไม้ยืนต้น เช่น ต้นสน และยูคาลิปตัส เนื่องจากเป็นพันธุ์ไม้ที่มีเยื่อเซลลูโลสคุณภาพสูงและสามารถควบคุมคุณภาพเยื่อได้ สำหรับเปลือกทุเรียนมีเซลลูโลสประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับใช้เป็นวัตถุดิบในการเตรียมคาร์บ๊อกซีเมทิลเซลลูโลส หรือ ซีเอ็มซี ซึ่งมีมูลค่าสูงในอุตสาหกรรมได้

กรมวิชาการเกษต จึงได้นำเปลือกทุเรียน มาแปรรูปสร้างมูลค่าเพิ่ม โดยผ่านกระบวนการสกัดเซลลูโลสก่อน นำมาสังเคราะห์เป็น ซีเอ็มซี สำหรับผลิตเป็นแผ่นฟิล์มพลาสติกชีวภาพ และนำมาทำเป็นบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ นวัตกรรมนี้นอกจากจะช่วยลดปริมาณขยะและเพิ่มรายได้ให้เกษตรกรแล้ว ยังตอบสนองต่อความต้องการใช้วัสดุหรือบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคตอีกด้วย

ขั้นตอนการแปรรูป

หากใครสนใจเทคนิคการแปรรูปเปลือกทุเรียนเป็นเซลลูโลส มีข้อแนะนำดังนี้ เริ่มจากนำเปลือกทุเรียนมาหั่นเป็นชิ้นๆ แล้วนำไปอบให้แห้ง ต่อจากนั้นนำเปลือกทุเรียนที่แห้งแล้วมาสกัดเอาเซลลูโลสด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 30 เปอร์เซ็นต์ จะได้เซลลูโลสสีน้ำตาล แล้วนำไปฟอกด้วยสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เพื่อกำจัดลิกนินออก เซลลูโลสที่เป็นสีน้ำตาลจะขาวขึ้น

จากนั้นนำเซลลูโลสที่ได้ไปบดเป็นผงละเอียด แล้วนำผงเซลลูโลสไปสังเคราะห์เป็นพลาสติกชีวภาพ หรือ คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส หรือ ซีเอ็มซี โดยทำปฏิกิริยากับกรดคลอโรอะซิติกในสภาวะด่าง ได้ ซีเอ็มซี 138.12 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักเซลลูโลสตั้งต้นละลายน้ำได้ดี มีความบริสุทธิ์ 95.63 เปอร์เซ็นต์ มีลักษณะผงเป็นสีเหลืองอ่อน จากนั้นนำสารละลาย ซีเอ็มซี มาขึ้นเป็นรูปเป็นแผ่นฟิล์ม ซีเอ็มซี แล้วนำแผ่นฟิล์มที่ได้มาประยุกต์ใช้เป็นบรรจุภัณฑ์

ซองฟิล์ม CMC เพื่อใช้เป็นบรรจุภัณฑ์

ในเบื้องต้น ทีมนักวิจัยกรมวิชาการเกษตรได้ทดลองเตรียมเป็นซองบรรจุกาแฟและทดสอบบรรจุผงกาแฟ ผลการทดลองพบว่า มีแนวโน้มที่จะสามารถนำฟิล์ม ซีเอ็มซี ที่ได้จากการวิจัยจากเปลือกทุเรียนไปประยุกต์ใช้เป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารแห้งได้ เช่น กาแฟ ขนมขบเคี้ยว ผงโกโก้ สมุนไพรและเครื่องเทศ เนื่องจากสามารถปิดผนึกได้ด้วยความร้อน และมีอัตราการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนต่ำ แต่ต้องศึกษาวิจัยต่อไปถึงความปลอดภัยของผู้บริโภค คุณภาพและรสชาติของกาแฟที่บรรจุในซองฟิล์มพลาสติกชีวภาพจากเปลือกทุเรียน นอกจากนี้ อยู่ระหว่างการศึกษาและทดสอบเพื่อนำ ซีเอ็มซี ไปเคลือบผลไม้แทนการเคลือบด้วยไข

ทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพ

เมื่อนำฟิล์ม ซีเอ็มซี มาทดสอบการย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยการฝังกลบในดิน พบว่าไม่มีฟิล์มเหลืออยู่ในดิน ฟิล์ม ซีเอ็มซี ทุกตัวสามารถย่อยสลายได้ภายในระยะเวลา 24 ชั่วโมง ด้วยการฝังกลบในดินที่มีความชื้นสูง ที่ระดับความลึก 10 เซนติเมตร สาเหตุที่ย่อยสลายได้เร็ว เนื่องจากฟิล์ม ซีเอ็มซี เป็นพลาสติกที่ละลายน้ำได้ เมื่อฝังในดินที่มีความชื้นสูงจึงเกิดการย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส โดยมีอุณหภูมิและความเป็นกรดเป็นด่างของดินเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จากการทดสอบฟิล์ม ซีเอ็มซี เปลือกทุเรียน พบว่า มีศักยภาพในการพัฒนาไปเป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารแห้งได้

คุณภาพของกาแฟหลังการบรรจุ

คุณภาพของกาแฟหลังการบรรจุและเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้องและในตู้เย็น พบว่า ลักษณะปรากฏของผงกาแฟเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ซึ่งใกล้เคียงกับการเก็บในซองอะลูมิเนียมฟอยล์โดยฟิล์มที่เติมพอลิเอทิลินไกลคอน ร้อยละ 40 ให้ผลการบรรจุดีที่สุด จากผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มมูลค่าให้เปลือกทุเรียน โดยการพัฒนาไปเป็นบรรจุภัณฑ์พลาสติกชีวภาพสำหรับอาหารแห้ง

“ดังนั้น การนำเปลือกทุเรียนมาเพิ่มมูลค่าโดยการสังเคราะห์เป็น ซีเอ็มซี และพัฒนาเป็นบรรจุภัณฑ์ซึ่งย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ นอกจากจะช่วยลดปริมาณขยะ และเพิ่มรายได้ให้เกษตรกรแล้ว ยังตอบสนองต่อความต้องการใช้วัสดุหรือบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และป้องกันการกีดกันทางการค้าที่มิใช่ภาษีที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้” คุณศิริพร กล่าว

หากใครสนใจนวัตกรรมนี้ สามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ กลุ่มงานวิจัยและพัฒนาการแปรรูปผลิตผลเกษตร สำนักวิจัยและพัฒนาวิทยาการหลังการเก็บเกี่ยวและแปรรูปผลิตผลเกษตร กรมวิชาการเกษตร โทรศัพท์ 0-2940-5982, 084-0762021

 

ที่มา:เทคโนโลยีชาวบ้านออนไลน์