เปลือกทุเรียน แปรรูปเพิ่มรายได้เป็น พลาสติกชีวภาพ

เปลือกทุเรียน มีค่า อย่าทิ้ง สามารถนำมาแปรรูปเป็น พลาสติดชีวภาพ (Bioplastic) สร้างรายได้จาก เปลือกทุเรียน

เรารู้จักคำว่าพลาสติกมานานมากแล้ว ในรูปสิ่งของที่เป็นภาชนะ เครื่องใช้ต่าง ๆ เช่น ถ้วยชาม กล่องพลาสติกบรรจุอาหารทั้งสดและแห้ง แม้แต่โต๊ะ เก้าอี้ ม้านั่ง และอื่น ๆ อีกมากมายที่ประกอบด้วยพลาสติก แต่ปัจจุบันคำว่าชีวภาพเข้ามามีบทบาทหลายอย่าง รวมทั้งเครื่องใช้ไม้สอย จึงทำให้มีการผลิตพลาสติกชีวภาพขึ้นมา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

คุณกนกศักดิ์ ลอยเลิศ นักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติการ กลุ่มวิจัยและพัฒนาการแปรรูปผลิตผลเกษตร สำนักวิจัยและพัฒนาวิทยาการหลังการเก็บเกี่ยวและแปรรูปผลิตผลเกษตร กรมวิชาการเกษตร ได้อธิบายถึงความต่างระหว่างพลาสติกทั่วไปกับพลาสติกชีวภาพ ดังนี้

พลาสติกที่ใช้กันทั่วไปเป็น พลาสติกที่สังเคราะห์ จากปิโตรเคมี ไม่สามารถย่อยสลายได้ภายในระยะเวลาอันรวดเร็ว อาจจะใช้เวลาเป็น 100 ปี ถึง 200 ปี การผลิตแล้วแต่วัตถุประสงค์ที่จะนำมาใช้งาน เช่น ในอุตสาหกรรมผลิต

เพื่อนำมาเป็น บรรจุภัณฑ์ ได้แก่ กล่องบรรจุอาหาร กล่องเก็บอุปกรณ์เครื่องใช้ต่าง ๆ ตู้ ลิ้นชักเก็บเสื้อผ้า รวมไปถึงพลาสติกชนิดต่าง ๆ พลาสติกเหล่านี้ส่วนใหญ่จะมาจากพลาสติกสังเคราะห์จากปิโตรเคมี อย่างไรก็ดีพลาสติกสังเคราะห์มี

ข้อดี ก็คือ ทนสารเคมีและทนความร้อนได้ดี จัดเก็บอาหารได้ในระยะเวลายาวนาน ส่วน

ข้อเสีย ก็คือ ทำลายได้ยากมาก ที่สำคัญคือเป็นมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งทั่วโลกกำลังรณรงค์ต่อต้านกันทุกวันนี้ พลาสติกสังเคราะห์เป็นปัญหาต่อชั้นบรรยากาศของโลก และคุณภาพชีวิตของมนุษย์

ส่วนพลาสติกชีวภาพ คุณศิริพร เต็งรัง นักวิทยาศาสตร์ชำนาญการ กลุ่มวิจัยและพัฒนาการ แปรรูปผลิตผลเกษตร ซึ่งเป็นหัวหน้า คณะวิจัยการผลิตพลาสติกชีวภาพจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เพื่อนำมาประยุกต์ใช้  ได้รายงานไว้ในรายงานการวิจัยว่า

พลาสติกชีวภาพ ( Bioplastic ) คือพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ โดยอาจย่อยสลายด้วยเอนไซม์ และแบคทีเรียในธรรมชาติ ร่วมกับอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสม หรือย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของพลาสติก ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เองในธรรมชาติอย่างช้า ๆ

โดยมีออกซิเจน ความร้อน แสงยูวี หรือแรงทางกล เป็นปัจจัยสำคัญ เป็นต้น ปัจจุบันมีการใช้งานผลิตภัณฑ์จากพลาสติกชีวภาพอย่างแพร่หลายและกว้างขวาง เช่น ไหมละลาย สารเคลือบกระดาษ ฟิล์มคลุมดิน ถุงเพาะกล้าไม้ ถุงใส่ของ โฟมเม็ดกันกระแทก และบรรจุภัณฑ์ที่ใส่อาหารต่าง ๆ เป็นต้น

 

มองไปที่เปลือกทุเรียน

“ เรามองไปที่เปลือกทุเรียน ในแต่ละปีถูกกองทิ้งไว้ จนเป็นกองขยะ จนเป็นปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม และเนื่องจากทุเรียนเป็นผลไม้เศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย มีปริมาณการบริโภคสูงทั้งในรูปของผลสดและแปรรูป เช่น ทำเป็นทุเรียนทอดกรอบและทุเรียนกวน จึงมีเปลือกทุเรียน ถูกทิ้งเป็นกองขยะจำนวนมาก ” คุณศิริพร กล่าว

จากการศึกษาวัสดุเหลือทิ้งจากกระบวนการเตรียมเนื้อทุเรียนสำหรับทอดกรอบของนายลือพงษ์ ลือนาม และนายจนูญ เทียมประทีป เมื่อปี 2552 พบว่า การทำทุเรียนทอดนั้นใช้ทุเรียนสด 1 ตัน มีเปลือกทิ้งสูงถึง 585.60 กก. หรือ 58.60 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเกษตรกรส่วนใหญ่จะกองทิ้งไว้ ส่งผลให้เกิดปัญหาในการกำจัดและเกิดขยะจำนวนมาก

คุณศิริพร กล่าวต่อไปว่า ปัจจุบันมีการนำเปลือกทุเรียน มาทำเป็นปุ๋ยพืชสด และถ่าน  ส่วนต้นกล้วยก็นำต้นมาทำเป็นเชือก กระดาษ และนำมาใช้เป็นอุตสาหกรรมสิ่งทอ และเนื่องจาก เปลือกทุเรียน และต้นกล้วยมีเซลลูโลส ที่เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ คาร์บอกซีเมทธิลเซลลูโลส หรือ ซีเอ็มซี ( Carboxymethyl cellulose, CMC )

ซึ่งเป็น “ พอลิเมอร์ชีวภาพ ” และมีบทบาทมากในอุตสาหกรรมหลายชนิด เช่นอุตสาหกรรมซักฟอก สิ่งทอ กระดาษ เซรามิค สี กาว อาหารและยา นอกจากนั้นยังใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดและสารยึดเกาะ (binder) และสารคงสภาพ (Stabilizer)

คุณศิริพร กล่าวต่ออีกว่า การผลิต ซีเอ็มซี ในต่างประเทศจะผลิตจากไม้ยืนต้น เช่น ต้นสน และยูคาลิปตัส เนื่องจากให้เยื่อเซลลูโลสที่มีคุณภาพสูงและสามารถควบคุมคุณภาพเยื่อได้ สำหรับเปลือกทุเรียน จะมี เซลลูโลสประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสามารถใช้เป็นวัตถุดิบในการเตรียมคาร์บ๊อกซีเมทธิลเซลลูโลส หรือ ซีเอ็มซี ซึ่งมีมูลค่าสูงในอุตสาหกรรมได้

“ เราจึงนำ เปลือกทุเรียน ที่ขณะนี้กำลังเป็นปัญหาว่าจะนำไปทิ้งหรือทำลายที่ไหนนำมาเพิ่มมูลค่า โดยนำมาสกัดเซลลูโลส และนำเซลลูโลสมาสังเคราะห์เป็น ซีเอ็มซี เพื่อผลิตเป็นแผ่นฟิล์มพลาสติกชีวภาพ และนำมาทำเป็นบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ ซึ่งนอกจากจะช่วยลดปริมาณขยะและเพิ่มรายได้ให้เกษตรกรแล้ว ยังตอบสนองต่อความต้องการใช้วัสดุหรือบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคต ”

จากเปลือกทุเรียน เป็นเซลลูโลส

โดยนำเปลือกทุเรียน มาหั่นเป็นชิ้น ๆ แล้วนำไปอบให้แห้ง ต่อจากนั้นนำ เปลือกทุเรียน ที่แห้งแล้วมาสกัดเอาเซลลูโลสด้วยสารละลายโซเดียมไฮดร๊อกไซด์เข้มข้น 30 เปอร์เซ็นต์ จะได้เซลลูโลสสีน้ำตาล แล้วนำไปฟอกด้วยสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เพื่อกำจัดลิกนินออก เซลลูโลสที่เป็นสีน้ำตาลจะขาวขึ้น

จากเซลลูโลสเป็นพลาสติกชีวภาพ ( ซีเอ็มซี )

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

คุณศิริพร เล่าว่า เบื้องต้นได้ทำการทดลองเตรียมเป็นซองบรรจุกาแฟและทดสอบบรรจุผงกาแฟ จากการทดลองพบว่ามีแนวโน้มที่จะสามารถนำฟิล์มซีเอ็มซีที่ได้จากการวิจัยจากเปลือกทุเรียนไปประยุกต์ใช้เป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารแห้งได้ เช่น กาแฟ ขนมขบเคี้ยว ผงโกโก้ สมุนไพรและเครื่องเทศ

เนื่องจากสามารถปิดผนึกได้ด้วยความร้อน และมีอัตราการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนต่ำ แต่ทั้งนี้ต้องมีการวิจัยต่อไปถึงความปลอดภัยของผู้บริโภค คุณภาพและรสชาติของกาแฟที่บรรจุในซองฟิล์มพลาสติกชีวภาพจากเปลือกทุเรียน นอกจากนี้อยู่ระหว่างการศึกษาและทดสอบเพื่อนำซีเอ็มซีไปเคลือบผลไม้แทนการเคลือบด้วยไข

ทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพ

เมื่อนำ ฟิล์มซีเอ็มซี มาทดสอบการย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยการฝังกลบในดิน พบว่าไม่มี ฟิล์มเหลืออยู่ในดิน ฟิล์มซีเอ็มซี ทุกตัวสามารถย่อยสลายได้ภายในระยะเวลา 24 ชั่วโมง ด้วยการฝังกลบในดินที่มีความชื้นสูงที่ระดับความลึก 10 ซม. สาเหตุที่ย่อยสลายได้เร็ว

เนื่องจาก ฟิล์มซีเอ็มซี เป็น พลาสติก ที่ละลายน้ำได้ เมื่อผังในดินที่มีความชื้นสูง จึงเกิดการย่อยสลายผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส โดยมีอุณหภูมิ และความเป็นกรดเป็นด่างของดิน เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จากการทดสอบฟิล์มซีเอ็มซีเปลือกทุเรียน พบว่า มีศักยภาพในการพัฒนา ไปเป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารแห้งได้

 

คุณภาพของกาแฟหลังการบรรจุ

คุณภาพของกาแฟ หลังการบรรจุและเก็บรักษา ที่อุณหภูมิห้องและในตู้เย็น พบว่าลักษณะปรากฎของผงกาแฟเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ซึ่งใกล้เคียงกับการเก็บในซองอะลูมิเนียมฟอยล์โดยฟิล์มที่เติมพอลิเอทธิลินไกลคอน ร้อยละ 40 ให้ผลการบรรจุดีที่สุด จากผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มมูลค่าให้เปลือกทุเรียน โดยการพัฒนาไปเป็นบรรจุภัณฑ์พลาสติกชีวภาพสำหรับอาหารแห้ง

“ดังนั้นการนำเปลือกทุเรียนมาเพิ่มมูลค่าโดยการสังเคราะห์เป็นซีเอ็มซี และพัฒนาเป็นบรรจุภัณฑ์ซึ่งย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ นอกจากจะช่วยลดปริมาณขยะ และเพิ่มรายได้ให้เกษตรกรแล้ว ยังตอบสนองต่อความต้องการใช้วัสดุหรือบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และป้องกันการกีดกันทางการค้าที่มิใช่ภาษีที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้” คุณศิริพร กล่าว

 

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

 กลุ่มงานวิจัยและพัฒนาการแปรรูปผลิตผลเกษตร

 สำนักวิจัยและพัฒนาวิทยาการหลังการเก็บเกี่ยวและแปรรูปผลิตผลเกษตร กรมวิชาการเกษตร

โทรศัพท์ 0-2940-5982, 084-0762021

ผู้เขียน  กรมวิชาการเกษตร

ผู้เรียบเรียง  กรมวิชาการเกษตร

ภาพ  กรมวิชาการเกษตร

เปลือกทุเรียน