วิกฤตขยะพลาสติกในไทย จากปัญหาสู่นวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้
ประเทศไทยกำลังเผชิญกับปัญหาขยะพลาสติกที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยในปี 2567 มีการผลิตพลาสติกถึง 9 ล้านตันต่อปี และ 36% เป็นพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียว ก่อให้เกิดขยะพลาสติก 2 ล้านตันต่อปี แม้จะมีการรีไซเคิล 25% แต่ส่วนใหญ่ยังคงถูกฝังกลบหรือตกค้างในสิ่งแวดล้อม
จากสถานการณ์ดังกล่าว ทีมนักวิจัยจาก มจธ. นำโดย ผศ.ดร.เยี่ยมพล นัครามนตรี ร่วมกับบริษัท ไทยโปรเกรส แพคเกจจิ้ง จำกัด จึงพัฒนานวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้จากแป้งมันสำปะหลัง ซึ่งเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ
Cr. ภาพ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
เปลี่ยนขยะเป็นนวัตกรรมรักษ์โลก
จาก Pain Point ดังกล่าว ผศ. ดร.เยี่ยมพล นัครามนตรี อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และทีม โดยมี บริษัท ไทยโปรเกรส แพคเกจจิ้ง จำกัด จึงร่วมมือกันทำการวิจัยและพัฒนา บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายทางชีวภาพจากแป้งเทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มมิ่ง โดยใช้แป้งมันสำปะหลัง ซึ่งเป็นพืชที่คนไทยปลูกกันมากที่สุด และเป็นวัตถุดิบจากธรรมชาติที่เปลี่ยนเป็นพลาสติกรีไซเคิลได้ ย่อยสลายได้
ผศ. ดร.เยี่ยมพล สะท้อนภาพว่า แม้ปัจจุบันทั่วโลกจะมีการทำบรรจุภัณฑ์ชีวภาพที่สามารถย่อยสลายได้ออกมามากมาย แต่การแข่งขันอยู่ที่ราคา คุณสมบัติ และการใช้งาน ซึ่งจะแตกต่างกันออกไป ทั้งวัตถุดิบและ กระบวนการผลิตและการขึ้นรูป เช่น หากจะทำถุงหรือบรรจุภัณฑ์ที่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพก็ทำได้หลายรูปแบบ แต่จะสามารถบรรจุน้ำหนักหรือรับแรงกระแทกได้ในระดับต่างกัน หรือหากจะเน้นการดูดความชื้น ก็ขึ้นอยู่กับจะนำไปใช้งานอะไร ได้มาตรฐานหรือไม่ ซึ่งเป็นประเด็นที่ต้องคำนึงถึง
Cr. ภาพ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
ทำไมวัสดุย่อยสลายได้ ถึงยังไม่นิยมนำไปใช้งานมากกว่านี้
ผศ. ดร.เยี่ยมพล กล่าวว่า มีหลายคนตั้งคำถามว่า ในเมื่อมีข้อดีขนาดนี้ ทำไมวัสดุที่สามารถย่อยสลายได้ถึงไม่ถูกสนับสนุนการใช้งานที่มากกว่านี้ สาเหตุเป็นเพราะการขึ้นรูปในระดับอุตสาหกรรมค่อนข้างที่จะทำได้ยาก เนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อความชื้นสูง ทำให้วัสดุไม่แข็งแรง และมีราคาต้นทุนสูง หากจะแข่งขันได้ จะต้องคำนึงราคามาเป็นหนึ่งในปัจจัยที่เราเริ่มต้นศึกษาวิจัย
หากเราสามารถทำให้ต้นทุนเม็ดพลาสติกชีวภาพลดลงจากที่นำเข้า 150 บาทต่อ 1 กิโลกรัม โดยใช้วัตถุดิบที่มีอยู่ในประเทศก็น่าจะมีโอกาสทางการตลาดหรือกระตุ้นให้มีการใช้งานได้มากขึ้น และสาเหตุที่เลือกใช้ ‘แป้งมัน’ เพราะเป็นพืชที่ประเทศไทยปลูกกันมากที่สุด และเป็นวัตถุดิบจากธรรมชาติที่สามารถเปลี่ยนเป็นพลาสติกรีไซเคิลได้ สามารถย่อยสลายได้
แต่ก็มีข้อเสีย คือ แป้งมันมีความแข็งและเปราะ ละลายน้ำเร็ว ทีมวิจัยจึงผลิตเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้มาสร้างกระบวนการใหม่ โดยใช้แป้งมันสำปะหลังเป็นสารตั้งต้นแล้วนำมาเปลี่ยนรูป ผสมวัตถุดิบธรรมชาติอื่น ๆ เพื่อแก้จุดบกพร่องของแป้งมัน และแก้ Pain Point ที่ทำให้พลาสติกชีวภาพยังไม่ได้รับความนิยมในการนำไปใช้
Cr. ภาพ bioinnovationlinkage.oie.go.th
ดังนั้น งานวิจัย “บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายทางชีวภาพจากแป้งเทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคเทอร์โมฟอร์มมิ่ง” จึงเป็นการผลิตเม็ดพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ทีมวิจัยตั้งต้นกระบวนการขึ้นมาใหม่ โดยใช้แป้งมันสำปะหลังเป็นวัตถุดิบเริ่มต้น และนำมาเปลี่ยนรูปแบบ ด้วยการผสมวัตถุดิบธรรมชาติอื่น ๆ เข้าไปเสริม เพื่อแก้ไขจุดบกพร่องของแป้งมันและแก้จุดบกพร่อง (Pain point) ที่ทำให้พลาสติกชีวภาพยังไม่ได้รับความนิยมในการนำไปใช้ ซึ่งส่วนประกอบที่นำมาเป็นส่วนผสมล้วนเป็น Food Grade (สามารถนำมาใช้ใส่อาหารได้) ที่มาจากธรรมชาติ 100% ผ่านการทดสอบและเปรียบเทียบการใช้งานกับบรรจุภัณฑ์ทั่วไป ใช้ระยะเวลาในการศึกษาวิจัย 3 ปี จนมีศักยภาพที่จะผลิตในเชิงพาณิชย์ได้ (TRL9) โดยปัจจุบันอยู่ระหว่างการจดอนุสิทธิบัตร
Cr. ภาพ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
เปลี่ยนแป้งมันสำปะหลัง กลายเป็นเม็ดพลาสติกชีวภาพ
สำหรับขั้นตอนการวิจัย เริ่มจากเปลี่ยนลักษณะของแป้งมันสำปะหลังจากที่เป็นผง ให้เป็นแป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติกสตาร์ช (Thermoplastic starch, TPS) ที่มีคุณสมบัติการรีไซเคิลได้ จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการพิเศษให้สามารถขึ้นรูปได้โดยกระบวนการทางความร้อนและมีสมบัติเชิงกลที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในลักษณะต่าง ๆ ด้วยการผสมกับพอลิเมอร์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ อาทิ เปลือยหอย กากกาแฟ เส้นใยธรรมชาติ และ ขี้เลื่อย เพื่อเสริมสร้างการรับแรงได้สูงขึ้น
Cr. ภาพ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
สำหรับ เทอร์โมพลาสติกสตาร์ชคอมโพสิต (Thermoplastic starch composites) ที่ได้จากงานวิจัยนี้ เป็นเม็ดพลาสติกชีวภาพที่สามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม นำไปขึ้นรูปเป็นบรรจุภัณฑ์ต่าง ๆ ในระดับอุตสาหกรรมได้ เช่น ถาด กล่อง ช้อน ส้อม ถุง โดยมีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเม็ดพลาสติกชีวภาพนำเข้าจากต่างประเทศ
ผศ. ดร.เยี่ยมพล กล่าวว่า จากกระบวนที่ได้พัฒนาขึ้น ทำให้สามารถผลิตเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้จากแป้งมันสำปะหลัง รวมถึงส่วนผสมจากธรรมชาติอื่น ๆ ที่เราสามารถควบคุมอัตราส่วนได้ เราจึงสามารถควบคุมราคาต้นทางจนถึงปลายทาง ทำให้ราคาที่ผลิตได้ในประเทศมีราคาเหมาะสมกว่าสินค้าที่นำเข้าจากกิโลกรัมละ 150 บาทเหลือเพียงกิโลกรัมละ 100-130 บาท
ต้องบอกว่า งานวิจัยชิ้นนี้ สามารถแก้ปัญหาของจุดบกพร่องต่าง ๆ ให้กับผู้ประกอบการ ทั้งเรื่องของการขึ้นรูป คุณสมบัติ วัสดุที่สามารถเก็บได้นาน ราคาที่เหมาะสม และที่สำคัญคือ ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งถือเป็นงานวิจัยที่นำมาสู่การผลิตนวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ชนิดใหม่ที่สามารถประยุกต์ใช้งานได้จริง และมีมูลค่าทางเศรษฐกิจของประเทศ เนื่องจากมีการผลักดันในการนำเอาวัสดุเหลือใช้และวัสดุธรรมชาติจากชุมชนมาใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ
อ้างอิง
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
https://www.kmutt.ac.th/sdgs/06/01/2025/79668/
https://bioinnovationlinkage.oie.go.th/a_AttachSupplyChain/SC1_5_20220727_120814_1.pdf
