การประเมินวัฏจักรชีวิตของการสกัดไคตินจากเปลือกหอยแมลงภู่

ในอุตสาหกรรมประมงของไทย เกิดผลกระทบจากการแปรรูปหอยแมลงภู่เป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ก่อให้เกิดเปลือกหอยแมลงภู่เหลือทิ้งเป็นจำนวนมาก ซึ่งกลุ่มผู้ผลิตส่วนใหญ่มักใช้วิธีการจัดการโดยการนำไปทิ้งตามที่ทิ้งขยะสาธารณะหรือในบริเวณพื้นที่ว่างเปล่าจึงทำให้เกิดการก่อมลภาวะในหลาย ๆ ด้านกับชุมชน เช่น กลิ่นเหม็น ทำลายแหล่งน้ำของชุมชน งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาเกี่ยวกับวิธีการเพิ่มมูลค่าสำหรับขยะจากหอยแมลงภู่ โดยการสกัดไคตินจากหอยแมลงภู่เพื่อผลิตพลาสติกชีวภาพถือเป็นแนวทางการเปลี่ยนแปลงที่อาจช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมได้ จึงได้ทำการศึกษาเพื่อประเมินความเป็นไปได้ของการนำเปลือกหอยแมลงภู่ จากจังหวัดสมุทรสงคราม มาทำการศึกษาการสกัดไคตินภายใต้สภาวะความเข้มข้นของสารละลาย อัตราส่วนของเปลือกหอยแมลงภู่บดต่อสารละลายที่ใช้ เวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา และอุณหภูมิที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา ดำเนินการทดลองสกัดไคตินจากเปลือกหอยแมลงภู่ผ่าน 2 ขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนการกำจัดแร่ธาตุ และขั้นตอนการกำจัดโปรตีน โดยในขั้นตอนการกำจัดแร่ธาตุนั้นทำการปรับความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกที่จะทำปฏิกิริยาในช่วง 0.1 – 1 M โดยอัตราส่วนของเปลือกหอยแมลงภู่บดต่อกรดไฮโดรคลอริกที่ใช้อยู่ในช่วง 1:5 – 1:15 กรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาที่ 60 – 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 – 6 ชั่วโมง จากการศึกษาพบว่าสามารถกำจัดแร่ธาตุในเปลือกหอยแมลงภู่ได้ดีในสภาวะความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก 0.5 M โดยใช้อัตราส่วนของเปลือกหอยแมลงภู่บดต่อกรดไฮโดรคลอริกที่ 1:10 กรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิที่ใช้ 80 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 3 ชั่วโมง โดยพบว่าสามารถกำจัดแร่ธาตุได้ถึงร้อยละ 93.27 และในส่วนของขั้นตอนการกำจัดโปรตีน จะทำการศึกษาด้วยการปรับ ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่จะทำปฏิกิริยาในช่วง 0.1 – 1 M โดยอัตราส่วนของเปลือกหอยแมลงภู่บดต่อโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ใช้อยู่ในช่วง 1:5 – 1:15 กรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาที่ 60 – 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 – 6 ชั่วโมงเช่นเดียวกับขั้นตอนการกำจัดแร่ธาตุ เมื่อทำการทดลองพบว่า สภาวะที่มีความสามารถในการกำจัดโปรตีนได้เหมาะสมและมีประสิทธิภาพมากที่สุด คือในสภาวะความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ 1 M โดยใช้อัตราส่วนของเปลือกหอยแมลงภู่บดต่อโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ 1:10 กรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิที่ใช้ 100 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 1 ชั่วโมง โดยพบว่าสามารถกำจัดโปรตีนได้ถึงร้อยละ 94.21 โดยภายใต้สภาวะดังกล่าวสามารถสกัดไคตินจากเปลือกหอยแมลงภู่ได้ร้อยละ 30.57 หลังจากนั้นจึงทำการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมของกระบวนการผลิตพลาสติกชีวภาพจากไคติน โดยใช้หลักการประเมินวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์ (Life Cycle Assessment : LCA) ซึ่งขอบเขตของการศึกษาประกอบด้วยการเตรียมวัตถุดิบเปลือกหอยแมลงภู่ ไปจนถึงการสกัดไคตินจากเปลือกหอยแมลงภู่ โดยพิจารณาผลกระทบทางด้านปรากฏการณ์เรือนกระจก และกำหนดหน่วยหน้าที่การทำงานคือ ไคตินจากเปลือกหอยแมลงภู่ จำนวน 1 กรัม จากการศึกษาพบว่าผลกระทบทางด้านการเกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกมีค่าเท่ากับ 0.3056 kgC02eq ซึ่งผลกระทบส่วนใหญ่ของกระบวนการสกัดไคตินนั้นมาจากการได้มาซึ่งไฟฟ้าร้อยละ 62.03 รองลงมาเป็นการได้มาซึ่งสารเคมี และการได้มาซึ่งน้ำประปาตามลำดับ จากนั้นนำไคตินที่ได้จากการสกัดมาใช้ให้เกิดประโยชน์โดยการทำเป็นพลาสติกชีวภาพ ซึ่งพลาสติกชีวภาพจากไคตินที่ได้นั้นมีคุณสมบัติแรงดึงเท่ากับ 3.02 MPa และค่าการยืด เท่ากับ 51.13% โดยพลาสติกชีวภาพนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านการเกษตรและอาหาร เช่น ฟิล์มคลุมดิน ถุงเพาะกล้า และ ฟิล์มห่ออาหาร