“แป้งมันสำปะหลัง” กู้โลก พลาสติกบรรจุภัณฑ์ของคนไทย

เคยคิดไหมว่า ในหนึ่งวันเราใช้พลาสติกเท่าไหร่ ? ข้อมูลจากกรมควบคุมมลพิษระบุปี 2566 ไทยมีขยะพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง 11.25% ของปริมาณขยะทั้งหมด ซึ่งเพิ่มขึ้น 0.2 ล้านตันจากปี 2565 โดยมีการนำขยะพลาสติกกลับไปใช้ประโยชน์ 25% ต่อปี หรือ 0.75 ล้านตัน ส่วนที่เหลืออีก 72% (2.18 ล้านตัน) ถูกนำไปกำจัดโดยการฝังกลบรวมกับขยะมูลฝอยอื่น ๆ และอีก 3% (0.09 ล้านตัน) ไม่ได้รับการจัดการและตกค้างในสิ่งแวดล้อม

ขณะที่การ Reduce หรือลดปริมาณวัสดุที่จะกลายเป็นขยะให้เหลือน้อยสุดนั้น มีแนวทางโดยนำไบโอพลาสติก (Bioplastics) หรือพลาสติกชีวภาพ มาใช้ทดแทนเพื่อลดปริมาณขยะ โดยเฉพาะบรรจุภัณฑ์ ซึ่งเป็นตลาดใหญ่สุดที่สามารถใช้วัตถุดิบที่เป็นพลาสติกย่อยสลายได้ แต่มีค่อนข้างน้อย

เป็นเพราะสาเหตุจากการขึ้นรูปของวัสดุที่ย่อยสลายได้ในระดับอุตสาหกรรมเป็นเรื่องที่ทำได้ยาก เนื่องจากกลุ่มพลาสติกชนิดนี้ไม่ค่อยแข็งแรง ทนต่อแรงกระแทกและแรงกดทับได้ต่ำ, การขึ้นรูปในระดับอุตสาหกรรมค่อนข้างยาก เพราะพอลิเมอร์ดูดความชื้นได้เร็ว ทำให้การคืนรูปทรงยาก และมีราคาสูง

หากจะแข่งขันได้ต้องคำนึงถึงราคามาเป็นหนึ่งในปัจจัยเริ่มต้น หากทำให้ต้นทุนเม็ดพลาสติกชีวภาพลดลงจากที่นำเข้า 150 บาทต่อ 1 กิโลกรัม โดยใช้วัตถุดิบที่มีอยู่ในประเทศน่าจะมีโอกาสทางการตลาดมากขึ้น

จากผลงาน ผศ.ดร.เยี่ยมพล นัครามนตรี อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และทีม โดยมีบริษัท ไทยโปรเกรสแพคเกจจิ้ง จำกัด เป็นผู้ร่วมวิจัยในหัวข้อ “บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายทางชีวภาพจากแป้งเทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มมิ่ง โดยใช้แป้งมันสำปะหลัง” ชี้ให้เห็นประโยชน์ของแป้งมัน พืชที่คนไทยปลูกกันมากที่สุด และเป็นวัตถุดิบจากธรรมชาติที่เปลี่ยนเป็นพลาสติกรีไซเคิลได้ ย่อยสลายได้

แต่ข้อเสีย คือ แป้งมันมีความแข็งและเปราะ ละลายน้ำเร็ว ทีมวิจัยจึงผลิตเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้มาสร้างกระบวนการใหม่ โดยใช้แป้งมันสำปะหลังเป็นสารตั้งต้นแล้วนำมาเปลี่ยนรูป ผสมวัตถุดิบธรรมชาติอื่น ๆ เพื่อแก้จุดบกพร่องของแป้งมัน และแก้ Pain Point ที่ทำให้พลาสติกชีวภาพยังไม่ได้รับความนิยมในการนำไปใช้

ซึ่งส่วนประกอบที่เป็นส่วนผสม ล้วนเป็น Food Grade (นำมาใช้ใส่อาหารได้) จากธรรมชาติ 100% ผ่านการทดสอบและเปรียบเทียบการใช้งานกับบรรจุภัณฑ์ทั่วไป ใช้เวลาศึกษาวิจัย 3 ปีจนมีศักยภาพที่จะผลิตได้ในเชิงพาณิชย์ (TRL9) ปัจจุบันอยู่ระหว่างการจดอนุสิทธิบัตร

เริ่มจากเปลี่ยนแป้งมันสำปะหลังจากที่เป็นผงให้เป็นแป้งเทอร์โมพลาสติกสตาร์ช (Thermoplastic Starch, TPS) ที่มีคุณสมบัติรีไซเคิลได้ แล้วนำไปผ่านกระบวนการพิเศษให้ขึ้นรูปได้โดยกระบวนการทางความร้อนและมีสมบัติเชิงกลที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน ด้วยการผสมกับพอลิเมอร์ย่อยสลาย อาทิ เปลือยหอย กากกาแฟ เส้นใยธรรมชาติ ขี้เลื่อย เพื่อเสริมเรื่องความแข็งแรง

เนื่องจากแป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชมีองค์ประกอบหลักเป็นแป้งที่มาจากพืช การขึ้นรูปด้วยความร้อนจะทำให้เกิดการไหม้และเสื่อมสภาพก่อนหลอม การเติมพอลิเมอร์ผสมในสัดส่วนที่พอเหมาะจะส่งผลต่อสมบัติเชิงกล การดูดความชื้น และการแตกสลายทางชีวภาพของวัสดุ ซึ่งต้องมีกระบวนการ และเทคนิคเฉพาะในการควบคุมปริมาณ TPS

รวมถึงสภาวะการเตรียมวัสดุจากห้องปฏิบัติการและระดับอุตสาหกรรม เพื่อควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ทั้งเม็ดพลาสติกและบรรจุภัณฑ์ จนได้เป็นผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติกชีวภาพที่นำไปผลิตแผ่น Sheet ของวัสดุ เพื่อขึ้นรูปใช้งานได้ด้วยเทคนิค Thermoforming หรือกระบวนการอื่น ๆ

เช่นเดียวกับเม็ดพลาสติกทั่วไป และขึ้นอยู่กับชนิดของผลิตภัณฑ์ที่นำไปใช้ หรือที่เรียกว่า เทอร์โมพลาสติกสตาร์ชคอมโพสิต (Thermoplastic Starch Composites) เม็ดพลาสติกชีวภาพที่ย่อยสลายง่ายเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เพื่อใช้ผลิตบรรจุภัณฑ์ต่าง ๆ และสามารถเก็บได้นาน เช่น ถาด กล่อง ช้อน ส้อม ถุง หรือผลิตภัณฑ์พลาสติกอื่น ๆ เป็นต้น

ผศ.ดร.เยี่ยมพลกล่าวว่า จากกระบวนการที่พัฒนาขึ้นทำให้ผลิตเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้จากแป้งมันสำปะหลัง เราสามารถควบคุมอัตราส่วนได้ ส่งผลให้เราควบคุมราคาต้นทางถึงปลายทางได้อีกเช่นกัน ทำให้ราคาที่ผลิตได้ในประเทศมีราคาเหมาะสมกว่าสินค้านำเข้า จากกิโลกรัมละ 150 บาท เหลือเพียงกิโลกรัมละ 100-130 บาท

ที่สำคัญ งานวิจัยนี้สามารถแก้ปัญหาให้กับผู้ประกอบการ ทั้งเรื่องการขึ้นรูป คุณสมบัติ วัสดุที่เก็บได้นานในราคาที่เหมาะสม

ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ถือเป็นงานใหญ่ที่นำมาสู่การผลิตนวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ชนิดใหม่ ๆ ที่เราสามารถประยุกต์ใช้งานได้จริง และมีมูลค่าทางเศรษฐกิจของประเทศที่เพิ่มขึ้น ด้วยการผลักดันนำเอาวัสดุเหลือใช้และวัสดุธรรมชาติจากชุมชนมาใช้งานอย่างเต็มที่และเพิ่มประสิทธิภาพใช้งานได้จริง ๆ