“2.83 ล้านตัน” คือ ตัวเลขของปริมาณขยะพลาสติกที่เกิดขึ้นในปี 2565 ซึ่งการจัดการกับปัญหาขยะ Recycle และ Reuse ที่เป็นแนวทางที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนั้น สามารถนำขยะพลาสติกกลับไปใช้ประโยชน์ซ้ำเพียงร้อยละ 25 หรือประมาณ 0.71 ล้านตัน เท่านั้น ส่วนที่เหลือประมาณ 2.04 ล้านตัน จะถูกนำไปฝังกลบรวมกับขยะอื่น ๆ และเกิดการตกค้างในสิ่งแวดล้อมอีก 0.08 ล้านตัน (ข้อมูลจากกรมควบคุมมลพิษ)
จากตัวเลขของปริมาณขยะพลาสติกข้างต้นนี้เอง ที่นำสู่โจทย์การศึกษาวิจัยและแนวทางการแก้ไข เพื่อช่วย Reduce หรือลดปริมาณของวัสดุที่จะกลายเป็นขยะให้เหลือน้อยที่สุด ตามแนวทางที่จะลดปริมาณการใช้เม็ดพลาสติก โดยนำไบโอพลาสติก (Bioplastics) หรือ พลาสติกชีวภาพ มาใช้ทดแทน เพื่อลดปริมาณขยะ
โดยเฉพาะกับบรรจุภัณฑ์ (Packaging) ที่เป็นหนึ่งในตลาดใหญ่ที่สุดที่สามารถใช้วัตถุดิบที่เป็นพลาสติกย่อยสลายได้ แต่กลับยังมีการใช้ในประเทศค่อนข้างน้อย เนื่องจาก 3 ประเด็นหลัก คือ
1.กลุ่มพลาสติกย่อยสลายได้ไม่ค่อยแข็งแรง จึงทนต่อแรงกระแทกและแรงกดทับได้ต่ำ
2.การขึ้นรูปในระดับอุตสาหกรรมค่อนข้างยาก เพราะพอลิเมอร์ดูดความชื้นได้เร็ว ทำให้การคืนรูปทรงได้ยาก
3.ราคาที่ค่อนข้างสูง
และปัญหาข้างต้นนี้เองที่กลายมาเป็นที่มาของงานวิจัยและพัฒนา พลาสติกจากแป้งมัน หรือ “บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายทางชีวภาพจากแป้งเทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มมิ่ง โดยใช้แป้งมันสำปะหลัง” ผลงานโดย ผศ.ดร.เยี่ยมพล นัครามนตรี อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และทีม โดยมี บริษัท ไทยโปรเกรส แพคเกจจิ้ง จำกัด เป็นผู้ร่วมวิจัย โดย ผศ.ดร.เยี่ยมพล กล่าวให้ข้อมูลเพิ่มเติมถึงความสำคัญของงานวิจัยนี้ว่า
“แม้ปัจจุบันจะมีการทำบรรจุภัณฑ์ที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพทั้งในและต่างประเทศ แต่การแข่งขันอยู่ที่ราคา คุณสมบัติ และการใช้งาน ซึ่งจะแตกต่างกันออกไป ทั้งวัตถุดิบและ อัตราส่วนที่ใช้ กระบวนการผลิตและการขึ้นรูป เช่น หากจะทำถุงหรือบรรจุภัณฑ์ที่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพก็ทำได้หลายรูปแบบ แต่จะสามารถบรรจุน้ำหนักหรือรับแรงกระแทกได้ในระดับต่างกัน หรือหากจะเน้นการดูดความชื้น ก็ขึ้นอยู่กับจะนำไปใช้งานอะไร ได้มาตรฐานหรือไม่ ซึ่งเป็นประเด็นที่ต้องคำนึงถึง”
“จากคำถามที่ว่าทำไมวัสดุที่สามารถย่อยสลายได้ถึงไม่ถูกสนับสนุนการใช้งานที่มากกว่านี้ เป็นเพราะว่า การขึ้นรูปในระดับอุตสาหกรรมค่อนข้างที่จะทำได้ยาก เนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อความชื้นสูง ทำให้วัสดุไม่แข็งแรง และมีราคาต้นทุนสูง หากจะแข่งขันได้ จะต้องคำนึงราคามาเป็นหนึ่งในปัจจัยที่เราเริ่มต้นศึกษาวิจัย”
ดังนั้น งานวิจัย “บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายทางชีวภาพจากแป้งเทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มมิ่ง” จึงเป็นการผลิตเม็ด พลาสติกจากแป้งมัน ที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ทีมวิจัยตั้งต้นกระบวนการขึ้นมาใหม่ โดยใช้แป้งมันสำปะหลังเป็นวัตถุดิบเริ่มต้น และนำมาเปลี่ยนรูปแบบ ด้วยการผสมวัตถุดิบธรรมชาติอื่นๆ เข้าไปเสริม เพื่อแก้ไขจุดบกพร่องของแป้งมันและแก้จุดบกพร่อง (Pain point) ที่ทำให้พลาสติกชีวภาพยังไม่ได้รับความนิยมในการนำไปใช้ ซึ่งส่วนประกอบที่นำมาเป็นส่วนผสมล้วนเป็น Food Grade (สามารถนำมาใช้ใส่อาหารได้) ที่มาจากธรรมชาติ 100% ผ่านการทดสอบและเปรียบเทียบการใช้งานกับบรรจุภัณฑ์ทั่วไป ใช้ระยะเวลาในการศึกษาวิจัย 3 ปี จนมีศักยภาพที่จะผลิตในเชิงพาณิชย์ได้ (TRL9) โดยปัจจุบันอยู่ระหว่างการจดอนุสิทธิบัตร
สำหรับขั้นตอนการวิจัย เริ่มจากเปลี่ยนลักษณะของแป้งมันสำปะหลังจากที่เป็นผง ให้เป็นแป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติกสตาร์ช (Thermoplastic starch, TPS) ที่มีสมบัติการรีไซเคิลได้ จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการพิเศษให้สามารถขึ้นรูปได้โดยกระบวนการทางความร้อนและมีสมบัติเชิงกลที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในลักษณะต่างๆ ด้วยการผสมกับพอลิเมอร์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (อาทิ เปลือยหอย กากกาแฟ เส้นใยธรรมชาติ และ ขี้เลื่อย) เพื่อเสริมสมบัติการรับแรงให้สูงขึ้น
“เนื่องจากแป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชมีองค์ประกอบหลักเป็นแป้งที่มาจากพืช การขึ้นรูปด้วยความร้อนจะทำให้เกิดการไหม้และเสื่อมสภาพก่อนหลอม การเติมพอลิเมอร์ผสมในสัดส่วนที่เหมาะสมลงไปจะส่งผลต่อสมบัติเชิงกล การดูดความชื้น และการแตกสลายทางชีวภาพ ของวัสดุ การควบคุมปริมาณ TPS และการควบคุมสภาวะในการเตรียมวัสดุในระดับห้องปฏิบัติการและระดับอุตสาหกรรม ที่ต้องใช้กระบวนการ รวมถึงเทคนิคเฉพาะทาง ที่สามารถควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ทั้งเม็ดพลาสติกและบรรจุภัณฑ์ได้”
“นอกจากนั้น ยังมีการศึกษาสมบัติทางกายภาพ จนได้เป็นผลิตภัณฑ์ทั้งแบบเม็ดพลาสติกชีวภาพที่สามารถนำไปผลิตแผ่น Sheet ของวัสดุเพื่อการขึ้นรูปในระดับอุตสาหกรรมได้ด้วยเทคนิคหรือกระบวนการขึ้นรูปแบบ Thermoforming หรือกระบวนการอื่นๆ เช่นเดียวกับเม็ดพลาสติกทั่วไป ขึ้นอยู่กับชนิดของผลิตภัณฑ์ที่นำไปใช้ เรียกว่า เทอร์โมพลาสติกสตาร์ชคอมโพสิต (Thermoplastic starch composites) เป็นเม็ดพลาสติกชีวภาพที่สามารถย่อยสลายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อใช้ในการทำบรรจุภัณฑ์ต่างๆ ที่สามารถนำไปขึ้นรูปได้ในระดับอุตสาหกรรม และสามารถเก็บได้นาน เช่น ถาด กล่อง ช้อน ซ้อม ถุง หรือผลิตภัณฑ์พลาสติกอื่นๆ เป็นต้น”
ผศ. ดร.เยี่ยมพล ยังกล่าวเพิ่มเติมอีกว่า จากกระบวนการที่ได้พัฒนาขึ้น ทำให้สามารถผลิตเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้จากแป้งมันสำปะหลัง รวมถึงส่วนผสมจากธรรมชาติอื่นๆ ที่เราสามารถควบคุมอัตราส่วนได้ เราจึงสามารถควบคุมราคาต้นทางจนถึงปลายทาง ทำให้ราคาที่ผลิตได้ในประเทศมีราคาเหมาะสมกว่าสินค้าที่นำเข้าจากกิโลกรัมละ 150 บาทเหลือเพียงกิโลกรัมละ 100-130 บาท
และที่สำคัญงานวิจัยชิ้นนี้สามารถแก้ปัญหาของจุดบกพร่องต่างๆ ให้กับผู้ประกอบการ ทั้งเรื่องของการขึ้นรูป คุณสมบัติ วัสดุที่สามารถเก็บได้นาน ราคาที่เหมาะสม และที่สำคัญคือ ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งถือเป็นงานวิจัยที่นำมาสู่การผลิตนวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ชนิดใหม่ที่สามารถประยุกต์ใช้งานได้จริง และมีมูลค่าทางเศรษฐกิจของประเทศ เนื่องจากมีการผลัดดันในการนำเอาวัสดุเหลือใช้และวัสดุธรรมชาติจากชุมชนมาใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ
แหล่งข้อมูล
https://www.salika.co/2024/12/16/bioplastic-from-tapioca-flour/