การผลิตบรรจุภัณฑ์เยื่อกระดาษขึ้นรูปจากฟางข้าวและชานอ้อยโดยใช้ไคโตซานเคลือบผิว

Production of Molded Pulp Packaging from Rice Straw and Bagasse Coating by Chitosan

Abstract

ปัจจุบันพลาสติกได้ถูกนำมาใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ใส่อาหารกันโดยทั่วไป ซึ่งพลาสติกใช้เวลานานในการย่อยสลาย และก่อให้เกิดปัญหากับทั้งด้านมลพิษและสุขภาพ คนจึงเริ่มหันมาให้ความสนใจใช้บรรจุภัณฑ์จากชีวมวลที่ย่อยสลายได้มากขึ้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตบรรจุภัณฑ์จากเส้นใยของวัสดุชีวมวล 2 ชนิด คือ ฟางข้าวและชานอ้อย โดยใช้สารเชื่อมประสานชนิดแป้งมัน โดยมีขั้นตอนการผลิต คือ การต้มวัสดุชีวมวลเพื่อปรับสภาพ การย่อยเส้นใยด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ ล้างเส้นใย ปั่นย่อย ผสมสารเชื่อมประสาน ขึ้นแผ่นเส้นใย และทำการอบแห้ง จากนั้น นำแผ่นเส้นใยไปเข้าเครื่องอัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 90 วินาทีทำการศึกษาผลของปริมาณการใช้เส้นใยที่ 100, 200 และ 300 กรัม/ชิ้น ปริมาณสารเชื่อมประสาน 50, 100,และ 150 กรัม/ชิ้น ทำการเคลือบผิวแผ่นเส้นใย ก่อนและหลังการขึ้นรูปด้วยไคโตซานความเข้มข้นร้อยละ 2 (โดยน้ำหนัก) ตรวจวัดผลการต้านทานแรงดึงและการซึมน้ำ ของบรรจุภัณฑ์ที่ผลิตได้พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการขึ้นรูปบรรจุภัณฑ์ คือ ปริมาณเส้นใย 200 กรัม/ชิ้น และใช้สารเชื่อมประสาน 50 กรัม การเคลือบผิวบรรจุภัณฑ์ด้วยไคโตซานหลังการขึ้นรูปสามารถลดร้อยละการซึมได้ดีกว่าการเคลือบ วัสดุก่อนการขึ้นรูป โดยผลการเคลือบผิวบรรจุภัณฑ์จากฟางข้าวและชานอ้อยทำให้มีค่าการซึมน้ำจะลดลงลงจากร้อยละ 27.06±0.58 และ 22.36±0.32 เป็น 4.26±0.37 และ 8.52±0.19 ตามลำดับ ซึ่งการผลิตบรรจุภัณฑ์จากฟางข้าวและ ชานอ้อยด้วยสภาวะที่เหมาะสมมีความต้านทานแรงดึงสูงสุดเท่ากับ 15.8±0.54 และ 10.6±0.09 เมกะปาสคาล ตามลำดับ ดังนั้นบรรจุภัณฑ์เยื่อกระดาษที่ผลิตได้สามารถนำไปใช้แทนพลาสติกสำหรับใส่อาหารทั้งแห้งและเปียกได้  Nowadays, plastics are commonly used as food packaging. Plastics take a long time to decompose, causing problems for both pollution and health. People are turning to interest in biodegradable biomass packaging. The objective of this research was to study the production of biomass fiber packaging. Two types of biomass materials were rice straw and bagasse with tapioca starch as binder. The production process was started by boiling the material for pretreatment and fiber digestion with sodium hydroxide. The treated fibers were washed, spun, mixed with a binder, made the fiber sheet, and dried. Then the sheets were put into an extruder at 170°C for 90 seconds. The effect of fiber content at 100, 200, and 300 g/piece were monitored with the binder content of 50, 100, and 150 g/piece. The coating with chitosan before and after package forming by extruder was studied using the concentration of2% wt. chitosan. The tensile strength test and water absorption test of the prepared packaging were measured. The result showed that the optimum condition for the packaging preparation was the fiber content at 200 g/piece and binder content at 50 g/piece. The coating with chitosan after forming package can get more reduction in water absorption percentage. Coating the packaging from rice straw and bagasse have resulted in reducing the water absorption from 27.06±0.58% and 22.36±0.32% to 4.26±0.37% and 8.52±0.19%, respectively. The production of packaging from rice straw and bagasse at optimum conditions has a maximum tensile strength of 15.8±0.54 MPa and 10.6±0.09, respectively. Then the molded pulp packaging can be used to replace plastic for both wet and dry food.