พลาสติกชีวภาพ (Bioplastic) (ก.ค. 54)

พลาสติกชีวภาพ (Bioplastic)

วิลาส รัตนานุกูล

            พลาสติก (Plastic)เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มนุษย์คิดค้น และประดิษฐ์ขึ้นเพื่อช่วยอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวัน พลาสติกจัดเป็นสารประกอบพวกไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยธาตุต่างๆ คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน นอกจากนี้อาจมีธาตุอื่นๆ อีกด้วย เช่น ไนโตรเจน ฟลูออรีน คลอรีน และกำมะถัน เป็นต้น เนื่องจากปัจจุบันพลาสติกก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อนำไปฝังดินจะย่อยสลายยาก และใช้เวลานานทำให้ดินเสื่อมคุณภาพ หรือถ้านำไปเผาทำลายจะก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ และมลสารที่ปนเปื้อนในอากาศนี้อาจเป็นสารก่อมะเร็งอีกด้วย ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาค้นคว้าและผลิตพลาสติกชนิดใหม่ขึ้นมาทดแทนเพื่อช่วยลดปัญหามลพิษในสิ่งแวดล้อม โดยเรียกพลาสติกชนิดใหม่นี้ว่า พลาสติกชีวภาพ (Bioplastic) หรือพลาสติกชีวภาพย่อยสลายได้ (Biodegradable plastic)

              พลาสติกชีวภาพเป็นพลาสติกที่ผลิตขึ้นจากวัสดุธรรมชาติและสามารถย่อยสลายได้ด้วยกระบวนการทางชีวภาพ วัสดุธรรมชาติที่นำมาผลิตเป็นพลาสติกชีวภาพมีหลายชนิดส่วนใหญ่จะได้มาจากพืช เช่น เซลลูโลส (cellulose) คอลลาเจน (collagen) เคซีน (casein) พอลิเอสเตอร์ (polyester) แป้ง (starch) และโปรตีนจากถั่ว (soy protein) เป็นต้น ซึ่งแป้งเป็นวัสดุธรรมชาติที่นิยมนำมาผลิตพลาสติกชีวภาพมากที่สุดเพราะหาได้ง่าย มีปริมาณมากและราคาถูก เนื่องจากสามารถผลิตแป้งได้จากพืชหลายชนิด เช่น ข้าวโพด ข้าวสาลี มันฝรั่ง มันเทศ มันสำปะหลัง เป็นต้น สำหรับประเทศไทยพืชที่นิยมนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตพลาสติกชีวภาพ คือ ข้าวโพดและมันสำปะหลัง เนื่องจากเป็นผลผลิตทางการเกษตรที่มีปริมาณมากและราคาถูก

             พลาสติกชีวภาพเมื่อย่อยสลายหมดแล้วจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ ซึ่งพืชสามารถนำไปใช้ในการเจริญเติบโตและดำรงชีวิตได้

          ปัจจุบันมีการนำพลาสติกชีวภาพมาใช้ประโยชน์ในหลายๆ ด้านด้วยกัน เช่น

1. ด้านการแพทย์ โดยการนำพลาสติกชีวภาพมาผลิตเป็นวัสดุทางการแพทย์ เช่น ผิวหนังเทียม ไหมละลาย อุปกรณ์ประเภทสกรู และแผ่นดามกระดูกที่ฝังอยู่ในร่างกายที่สามารถย่อยสลายได้เอง

2. ด้านบรรจุภัณฑ์เพื่อการบริโภค เช่น สารเคลือบกระดาษสำหรับห่ออาหาร หรือแก้วน้ำชนิดใช้แล้วทิ้ง ถุงสำหรับใส่ของ ถ้วยหรือถาดย่อยสลายได้สำหรับบรรจุอาหารสำเร็จรูปและอาหารจานด่วน ฟิล์มและถุงพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพสำหรับใช้ใส่ขยะเศษอาหาร โฟมเม็ดกันกระแทก เป็นต้น

3. ด้านการเกษตร นิยมนำมาผลิตเป็นแผ่นฟิล์มสำหรับคลุมดิน และวัสดุสำหรับการเกษตร เช่น แผ่นฟิล์มป้องกันการเติบโตของวัชพืชและรักษาความชื้นในดิน รวมทั้งถุงหรือกระถางสำหรับเพาะต้นกล้า

 

กลไกการย่อยสลายของพลาสติก แบ่งเป็น 5 ประเภทใหญ่ๆ คือ

1. การย่อยสลายได้โดยแสง (Photodegradation)

2. การย่อยสลายทางกล (Mechanical Degradation)

3. การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidative Degradation)

4. การย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolytic Degradation)

5. การย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodegradation)

สําหรับประเทศไทย มีหน่วยงานทดสอบคุณสมบัติการสลายตัวได้ของพลาสติกชีวภาพ (biodegradable test) 3 หน่วยงาน ได้แก่

1. ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ MTEC: ISO 14855-1

2. สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย: ISO 14855-1

3. สถาบันค้นคว้าและผลผลิตทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพคณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์: ISO 14855-2

ในการขอใบรับรองมาตรฐาน สามารถส่งตัวอย่างผลิตภัณฑ์ไปที่หน่วยงานทดสอบ หลังจากที่ได้ทดสอบตัวอย่างแล้วหน่วยงานทดสอบจะส่งผลทดสอบไปให้คณะกรรมการทางด้านเทคนิคประเมินผลการทดสอบเพื่อออกใบรับรองมาตรฐานต่อไป

ปัจจุบันพลาสติกชีวภาพได้รับความสนใจมากเนื่องจากผลิตมาจากพืชหรือวัตถุดิบในธรรมชาติ ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและต้นทุนในการผลิตต่ำ สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ นอกจากนี้กระแสอนุรักษ์ธรรมชาติและความตระหนักต่อปัญหาสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะปัญหาภาวะโลกร้อนที่ทั่วโลกกำลังเผชิญร่วมกัน ส่งผลให้พลาสติกชีวภาพกลายเป็นวัสดุแห่งอนาคตที่ได้รับความต้องการมากขึ้น

 

เอกสารอ้างอิง

1. ประเภทของพลาสติกย่อยสลายได้. (online). Available:http://www2.mtec.or.th/th/special/biodegradable_plastic/type_de_plas.html (retrieved 18/08/2011)

2. สวรรยา เชื้อพันธุ์. ไบโอพลาสติก…เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม. (online). Available:http://www.dss.go.th/dssweb/st-articles/files/bla_5_2553_Bio.pdf (retrieved 18/08/2011)

3. กุลประภา กลุ่มรักษ์โลก. พลาสติกชีวภาพ…ย่อยสลายได้เพื่อสิ่งแวดล้อม. (online). Available:http://www.thaienv.com/content/view/361/39/ (retrieved 19/08/2011)

4. เอ็มเทคเปิดตัว พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (online). Available:http://www.nstda.or.th/news/1158-2010-01-07-04-24-57 (retrieved 19/08/2011)

5. About Bioplastics. (online). Available: http://www.sustainableplastics.org/bioplastics(retrieved 23/08/2011)

6. Bio-Plastics. (online). Available: http://www.londonbiopackaging.com/materials/bio-plastics.html (retrieved 23/08/2011)

7. มันสำปะหลัง ข้าวโพด อ้อย ผลิตพลาสติกชีวภาพย่อยสลายได้ (online). Available:http://www.prcmu.cmu.ac.th/perin_detail.php?perin_id=161 (retrieved 23/08/2011)

8. ดร.ปกรณ์ โอภาประกาสิต. พลาสติกจากข้าวโพด (online). Available:http://www.vcharkarn.com/varticle/277 (retrieved 18/08/2011)