การประยุกต์ใช้วัสดุเชิงประกอบจากผงไม้ไผ่ในบรรจุภัณฑ์ผลไม้
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ท่ามกลางความพยายามในระดับโลกเพื่อลดการปล่อยคาร์บอนและมลพิษจากพลาสติก อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ผลไม้มีความต้องการวัสดุทางเลือกที่สามารถหมุนเวียนและย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อทดแทนวัสดุฐานปิโตรเลียมแบบดั้งเดิมอย่างเร่งด่วน แม้ว่าฟิล์มพอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (Low-Density Polyethylene: LDPE) และถาดพอลิโพรพิลีน (Polypropylene: PP) จะมีคุณสมบัติในการต้านทานความชื้นและความเสถียรเชิงโครงสร้างที่ดีเยี่ยม แต่เป็นวัสดุที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ในทางตรงกันข้าม กระดาษลูกฟูกและเยื่อกระดาษขึ้นรูปสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพแต่กลับแสดงความเสถียรเชิงโครงสร้างที่ต่ำภายใต้สภาวะที่มีความชื้นสูง ซึ่งเป็นข้อจำกัดในการนำไปประยุกต์ใช้ในบรรจุภัณฑ์ผลไม้สำหรับระบบโลจิสติกส์โซ่ความเย็น การศึกษานี้ได้ดำเนินการเตรียมและประเมินวัสดุเชิงประกอบจากผงไม้ไผ่ร่วมกับพอลิเมอร์ PBAT และ PLA สำหรับการใช้งานในบรรจุภัณฑ์ผลไม้ โดยวิเคราะห์ขนาดอนุภาคของผงไม้ไผ่ 4 ระดับ ได้แก่ 60, 200, 400 และ 800 เมช (Mesh) ภายใต้เงื่อนไขสัดส่วนผสมเดียวกัน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าขนาดอนุภาคส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อสมบัติเชิงกลของวัสดุเชิงประกอบ โดยกลุ่มที่ใช้ผงไม้ไผ่ขนาด 400 เมช ให้สมรรถนะโดยรวมดีที่สุด ซึ่งมีค่าความต้านทานแรงดึงเท่ากับ 26.30 ± 1.30 เมกะพาสกัล (MPa) ค่าความยืดหยุ่น ณ จุดขาดร้อยละ 16.20 ± 2.00 ค่าความต้านทานแรงดัด 40.10 ± 3.10 เมกะพาสกัล (MPa) ค่ามอดุลัสการดัด 3.00 ± 0.20 กิกะพาสกัล (GPa) และค่าความต้านทานแรงกระแทก 13.80 ± 1.30 กิโลจูลต่อตารางเมตร (kJ/m²) เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่ม 60 เมช พบว่ากลุ่ม 400 เมช มีสมบัติแรงดึงและแรงดัดที่เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน ซึ่งชี้ให้เห็นถึงการกระจายตัวของสารเติมแต่งและความเข้ากันได้ที่บริเวณพื้นผิวสัมผัสภายในเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่ดีกว่า จากผลสมรรถนะของวัสดุและข้อกำหนดเชิงโครงสร้างของบรรจุภัณฑ์ผลไม้ในกรณีศึกษาตัวแทนตลาดจากประเทศจีนและประเทศไทย การวิจัยนี้จึงได้กำหนดกรอบการวิเคราะห์แบบ “พารามิเตอร์วัสดุ–หน้าที่เชิงโครงสร้าง–แนวทางการประยุกต์ใช้” ผลการวิเคราะห์ระบุว่าวัสดุเชิงประกอบนี้มีศักยภาพในการนำไปใช้สำหรับถาดรองรับและแผ่นรองกันกระแทก ในขณะที่การนำไปใช้ในโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ภายนอกยังจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมผ่านการทดสอบแรงกดและการต้านทานความชื้น งานวิจัยนี้ให้ข้อมูลสนับสนุนเชิงทดลองและเชิงประยุกต์สำหรับการพัฒนาวัสดุบรรจุภัณฑ์ผลไม้คาร์บอนต่ำที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับตีพิมพ์ในวารสารนี้เป็นลิขสิทธิ์ของคณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏนครศรีธรรมราช
อนึ่งผลงานวิจัยและผลงานทางวิชาการที่ปรากฏเผยแพร่ในวารสารฯ เป็นความคิดเห็นอิสระของผู้แต่ง โดยผู้แต่งเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใด ๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นจากบทความเผยแพร่นั้น ซึ่งกองบรรณาธิการและคณะผู้จัดทำวารสารฯ ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วยเสมอไป
เอกสารอ้างอิง
Geyer, R., Jambeck, J. R. and Law, K. L. 2017. "Production, use, and fate of all plastics ever made," Science Advances, 3(7): p. e1700782. [Online]. Available: https://doi.org/10.1126/sciadv.1700782
Defraeye, T. and et al. 2015. "Towards integrated performance evaluation of future packaging for fresh produce in the cold chain," Trends in Food Science & Technology, 44(2): pp. 201-225. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.04.008
Mohanty, A. K. and et al. 2018. "Composites from renewable and sustainable resources: Challenges and innovations," Science, 362: pp. 536-542. [Online]. Available: https://doi.org/10.1126/science.aat9072
Amara, C. and et al. 2021. "Nanocellulose-based composites for packaging applications," Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 31: p. 100512. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/ j.cogsc.2021.100512
Bari, E. and et al. 2019. "Assessment of physical and mechanical properties of bamboo-plastic composites," Polymer Composites, 40(7): pp. 2834-2839. [Online]. Available: https://doi.org/10.1002/pc.25097
Hu, F. and et al. 2022. "Surface characteristics of thermally modified bamboo fibers and its utilization potential for bamboo plastic composites," Materials, 15(13): p. 4481. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/ma15134481
Ochi, S. 2022. "Mechanical properties of bamboo fiber bundle-reinforced bamboo powder composite materials," European Journal of Wood and Wood Products, 80: pp. 263-275. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s00107-021-01757-4
Nukala, S. G. and et al. 2022. "Development of biodegradable composites using polycaprolactone and bamboo powder," Polymers, 14(19): p. 4169. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/polym14194169
Zheng, D. and et al. 2022. "Packaging design to protect Hongmeiren orange fruit from mechanical damage during simulated and road transportation," Horticulturae, 8(3): p. 258. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/horticulturae8030258
Sani, M. A. and et al. 2021. "Recent advances in the development of smart and active biodegradable packaging materials," Nanomaterials, 11(5): p. 1331. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/ nano11051331
Semple, K. E. and et al. 2022. "Moulded pulp fibers for disposable food packaging: A state-of-the-art review," Food Packaging and Shelf Life, 34: p. 100908. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2022.100908
Bangar, S. P. and et al. 2023. "Plant-based natural fibers for food packaging: A green approach to the reinforcement of biopolymers," Journal of Polymers and the Environment, 31(12): pp. 5029-5049. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s10924-023-02849-3
DI Research. 2024. Global molded fiber pulp packaging competitive landscape professional research report 2024. [Online]. Available: https://www.marketresearch.com/Deep-Insights-Research-Co-DIR-v4285/Global-Molded-Fiber-Pulp-Packaging-37313502/
Li, Y., Wang, N. and Abdul Latiff, A. R. 2025. "Development of the bamboo forest economy: Reviewing China’s ‘bamboo as a substitute for plastic’ initiative and its development," Advances in Bamboo Science, 11: p. 100130. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.bamboo.2025.100130
Jalali, A. and et al. 2019. "Application of humidity absorbing trays to fresh produce packaging: Mathematical modeling and experimental validation," Journal of Food Engineering, 244: pp. 115-125. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng. 2018.09.006
Ponnusamy, P. G. and Mani, S. 2022. "Life cycle assessment of manufacturing cellulose nanofibril-reinforced chitosan composite films for packaging applications," The International Journal of Life Cycle Assessment, 27: pp. 380-394. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s11367-022-02035-y
Rodriguez, O. T. and et al. 2024. "Performance of biodegradable active packaging in the preservation of fresh-cut fruits: A systematic review," Polymers, 16(24): p. 3518. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/polym16243518
Jahangiri, F., Mohanty, A. K. and Misra, M. 2024. "Sustainable biodegradable coatings for food packaging: Challenges and opportunities," Green Chemistry, 26: pp. 4934-4974. [Online]. Available: https://doi.org/10.1039/D3GC02647G
