តើការវេចខ្ចប់ដែលអាចបំបែកបានដោយជីវសាស្ត្រគឺជាអ្វី? ប្រភេទសម្ភារៈសម្រាប់ផលិតការវេចខ្ចប់ដែលអាចបំបែកបានដោយជីវសាស្ត្រ

ការវេចខ្ចប់ជីវសាស្ត្រ គឺជាផលិតផលដែលផលិតពីវត្ថុធាតុដើមធម្មជាតិ។ សម្ភារៈវេចខ្ចប់ដែលផលិតពីវត្ថុធាតុដើមជីវសាស្ត្រត្រូវបំពេញតាមស្តង់ដារមួយចំនួនដូចជា៖ សមត្ថភាពការពារការជ្រាបទឹក និងសំណើម លក្ខណៈអុបទិក ភាពបត់បែន អាចបិទជិត និងបោះពុម្ពបានងាយស្រួល ធន់នឹងកម្ដៅ និងសារធាតុគីមី មានស្ថេរភាព មិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន និងមានតម្លៃប្រកួតប្រជែង។

លើសពីនេះ សម្ភារៈវេចខ្ចប់ត្រូវស្របតាមបទប្បញ្ញត្តិសម្រាប់ការវេចខ្ចប់អាហារ ហើយអន្តរកម្មរវាងសម្ភារៈវេចខ្ចប់ និងអាហារត្រូវធានាបាននូវគុណភាពផលិតផល និងសុវត្ថិភាពម្ហូបអាហារ។

 

---

សម្ភារៈសំខាន់ៗដែលប្រើសម្រាប់ផលិតការវេចខ្ចប់ជីវសាស្ត្ររួមមាន៖

1. PLA - (Polylactic Acid) 

PLA ត្រូវបានផលិតតាមរយៈដំណើរការបំប្លែងម្សៅដោយការបង្កាត់។ ប៉ូលីមែរប្រភេទនេះប្រើប្រាស់ថាមពលតិចជាងប្លាស្ទិកធម្មតា។ ទោះបីជាមានភាពមិនសូវប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានក៏ដោយ វាមិនទាន់ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយទេ ដោយសារថ្លៃដើមផលិតកម្មខ្ពស់។

ការផលិត PLA ប្រើម្សៅពោតជាវត្ថុធាតុដើម។ ពោតត្រូវបានកិន និងក្រឡុក។ បន្ទាប់មកវាត្រូវបានបំប្លែងទៅជា dextrin តាមរយៈដំណើរការ saccharification។ Dextrin ទាំងនេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអាស៊ីតឡាក់ទិកតាមរយៈដំណើរការបង្កាត់។

ដំណើរការធ្វើឱ្យមានកំហាប់ខ្ពស់នឹងធ្វើឱ្យម៉ូលេគុលពីររួមបញ្ចូលគ្នាបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធរង្វង់ដែលហៅថា lactide។ សារធាតុនេះត្រូវបានបន្សុទ្ធតាមរយៈការចម្រោះ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានធ្វើ polymerization ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមែរវែង។

បន្ទាប់មក សម្ភារៈនេះត្រូវបានលក់ទៅឱ្យក្រុមហ៊ុននានា ដើម្បីកែច្នៃបន្ថែមទៅជាផលិតផលចុងក្រោយ។ បន្ទាប់ពីប្រើប្រាស់អស់រយៈពេលមួយ PLA អាចត្រូវបានបំបែកតាមធម្មជាតិ ឬកែច្នៃឡើងវិញ។

ការផលិតការវេចខ្ចប់ PLA (Polylactic Acid) ពីសំបកឪឡឹក

បច្ចុប្បន្ន សំបកឪឡឹកមានច្រើន និងមានតម្លៃសេដ្ឋកិច្ចមិនខ្ពស់ ដូច្នេះការយកវាមកប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ផលិតការវេចខ្ចប់គឺជាជម្រើសសមស្រប។

បន្ទាប់ពីសំបកឪឡឹកត្រូវបានកិនរួច វាត្រូវបានធ្វើការបង្កាត់ដើម្បីទទួលបានសូលុយស្យុងអាស៊ីតឡាក់ទិក។ បន្ទាប់មក អាស៊ីតឡាក់ទិកត្រូវបានធ្វើឱ្យក្លាយជាគ្រីស្តាល់ ដើម្បីបន្សុទ្ធ ហើយបន្តធ្វើ polymerization ដើម្បីទទួលបាន polylactic acid។ បន្ទាប់មក សម្ភារៈនេះត្រូវបានបង្កើតជារូបរាងតាមតម្រូវការ។

2. សម្ភារៈ Poly(hydroxyalkanoates)

Poly(hydroxyalkanoates) ឬ PHA គឺជាសម្ភារៈប៉ូលីមែរមួយទៀតដែលមានសក្តានុពលខ្ពស់។ ប៉ូលីមែរនេះកំពុងត្រូវបានសិក្សាដើម្បីជំនួសការវេចខ្ចប់ប្លាស្ទិក។ អ្នកជីវវិទ្យាបានដឹងពីអត្ថិភាពរបស់ PHA នៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរីតាំងពីឆ្នាំ 1925។ PHA ជាច្រើនប្រភេទត្រូវបានសំយោគពីប្រភពកាបូន និងមីក្រូសរីរាង្គជាច្រើនប្រភេទ ហើយឆ្លងកាត់ដំណើរការកែច្នៃបន្ថែម។

មានវិធីសាស្ត្រសំខាន់ៗពីរសម្រាប់សំយោគ PHA៖

• វិធីសាស្ត្របង្កាត់: ដាំដំណាំដូចជាពោត រួចប្រមូលផល និងស្រង់ glucose ពីដំណាំ។ បន្ទាប់មកធ្វើការបង្កាត់ស្ករនៅក្នុងកោសិកាដែលមាន PHA លាងសម្អាត និងបង្វិលកោសិកាដើម្បីបញ្ចេញ PHA។ ចុងក្រោយធ្វើឱ្យមានកំហាប់ខ្ពស់ និងសម្ងួតក្នុងពុម្ព។
• ការផលិត PHA នៅក្នុងកោសិការុក្ខជាតិ: នេះជាបច្ចេកទេសដែលកំពុងត្រូវបានសិក្សា។ ដំណើរការនេះស្រដៀងនឹងវិធីសាស្ត្រដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ ប៉ុន្តែមិនមានដំណាក់កាលបង្កាត់ទេ។ គេប្រើសារធាតុរំលាយក្នុងបរិមាណច្រើន ដើម្បីស្រង់ជ័រពីរុក្ខជាតិ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវរកវិធីដើម្បីយកសារធាតុរំលាយចេញ។ ដូច្នេះ វាត្រូវការថាមពលច្រើន។
• អត្ថប្រយោជន៍របស់ PHA បើប្រៀបធៀបនឹង PLA: PHA មានសមត្ថភាពរលាយបំបែកដោយជីវសាស្ត្រខ្ពស់ និងងាយស្រួលក្នុងការសំយោគ។ នៅពេលដាក់ក្នុងបរិស្ថានធម្មជាតិ វាអាចបំបែកទៅជា CO₂ និងទឹក។ លក្ខណៈនេះធ្វើឱ្យ PHA មានសក្តានុពលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។

3. Thermoplastic Starch - TPS 

TPS គឺជាប៉ូលីមែរដែលផលិតពីម្សៅ 100% ហើយបានចាប់ផ្តើមមានទីផ្សាររបស់ខ្លួន។ អត្ថប្រយោជន៍របស់វារួមមានការប្រើប្រាស់ថាមពលតិច និងមានតម្លៃទាបជាងប្លាស្ទិកប្រពៃណី។

ដើម្បីឱ្យមានលក្ខណៈស្រដៀងនឹងប្លាស្ទិក TPS ត្រូវបានលាយជាមួយសម្ភារៈផ្សេងៗ។ ម្សៅអាចភ្ជាប់ជាមួយប៉ូលីមែរផ្សេងទៀត ហើយនៅពេលមានមាតិកាម្សៅលើសពី 50% វាអាចបង្កើតជាប្លាស្ទិកប្រភេទផ្សេងៗ។

a. Starch/Vinyl alcohol copolymers

មានប្លាស្ទិកជាច្រើនប្រភេទដែលមានរូបរាង និងលក្ខណៈខុសៗគ្នា។ ប្លាស្ទិកដែលមានម្សៅ និងមានសមាមាត្រ AM/AP លើសពី 20/80 នឹងមិនរលាយភ្លាមៗទេ សូម្បីតែនៅក្នុងទឹកពុះ ខណៈដែលប្រភេទដែលមានសមាមាត្រទាបជាងនេះអាចរលាយបានមួយផ្នែក។

ចំណុចកំណត់របស់សម្ភារៈនេះគឺវាងាយបាក់ និងងាយរងឥទ្ធិពលពីសំណើម។

យន្តការនៃការបំបែក៖

សមាសធាតុធម្មជាតិ ទោះបីត្រូវបានការពារដោយរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញក៏ដោយ ក៏នៅតែអាចត្រូវបានបំបែកដោយអង់ស៊ីមខាងក្រៅកោសិកាដែលផលិតដោយមីក្រូសរីរាង្គ។ សមាសធាតុសំយោគត្រូវបានបំបែកតាមរយៈការស្រូបយកនៅលើផ្ទៃដោយមីក្រូសរីរាង្គ។

b. Aliphatic polyesters

នៅពេលលាយម្សៅជាមួយ aliphatic polyester វានឹងបង្កើតជាសម្ភារៈ thermoplastic ដែលងាយស្រួលកែច្នៃតាមវិធីផ្លុំបង្កើតរូបរាង។

Aliphatic polyester មួយចំនួនដែលសមស្របរួមមាន៖

• Poly-3-caprolactone។
• ប៉ូលីមែរដែលបង្កើតឡើងពីប្រតិកម្មរវាង glycol។

ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះអាចបង្កើនលក្ខណៈមេកានិច កាត់បន្ថយភាពងាយរងឥទ្ធិពលពីទឹក និងបង្កើនសមត្ថភាពបំបែកដោយជីវសាស្ត្រ។

មានការសិក្សាជាច្រើនស្តីពីការជំនួសការវេចខ្ចប់ប្លាស្ទិកដែលផលិតពីផលិតផលប្រេងឥន្ធនៈដោយការវេចខ្ចប់ប្លាស្ទិកដែលផលិតពីពោត។ សម្ភារៈដែលផលិតពីប្រភពវត្ថុធាតុដើមនេះអាចកាត់បន្ថយការបំពុលបរិស្ថាន ព្រោះនៅពេលបំបែកវាមិនបង្កើតសារធាតុពុល។

 

4. សម្ភារៈពី cellulose

លក្ខណៈរបស់សម្ភារៈពី cellulose

Cellophane មានភាពថ្លា និងមានផ្ទៃរលោងខ្ពស់។

មានភាពរឹងមាំផ្នែកមេកានិចទាប ដូចជាកម្លាំងរហែក និងកម្លាំងទាញ ហើយអាចរហែកបានយ៉ាងងាយនៅពេលមានស្នាមកាត់។

មិនមានភាពរឹងមាំគ្រប់គ្រាន់។

មិនអាចបិទដោយកម្ដៅបានដោយផ្ទាល់ទេ។ Cellophane អាចត្រូវបានស្រោបដោយ nitrocellulose ដើម្បីអាចបិទដោយកម្ដៅនៅពេលភ្ជាប់ស្រទាប់ និងបង្កើនសមត្ថភាពការពារការជ្រាបឧស្ម័ន។

ខ្សែភាពយន្ត Cellophane មានលក្ខណៈរឹង និងផុយ អាចទាញឱ្យលាត និងរមូរបានយ៉ាងងាយនៅលើប្រព័ន្ធឧបករណ៍ផលិតខ្សែភាពយន្ត។ វាមានភាពរឹងមាំមេកានិចល្អគួរសម ប៉ុន្តែប្រសិនបើមានស្នាមរហែក ឬរន្ធ វាអាចរហែកបន្តបានយ៉ាងងាយ។

ងាយស្រួលបង្កើតផ្នត់។

តម្លៃផលិតកម្មខ្ពស់។

ការផលិត Cellophane

• ស្រង់ cellulose ពីឈើ។
• ដាក់ cellulose ក្នុងសារធាតុរំលាយ និងធ្វើការកែច្នៃគីមី។
• បញ្ចូលតាមដំណើរការ extrusion ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្ត។
• បំបែកសារធាតុមិនបរិសុទ្ធ ដើម្បីទទួលបានខ្សែភាពយន្តថ្លា។

5. ខ្សែភាពយន្ត Chitosan

លក្ខណៈរបស់ Chitosan

Chitosan គឺជា polysaccharide ដែលមានអាសូត មិនមានជាតិពុល និងមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់។

វាជាសារធាតុរឹង មានរន្ធ ធ្ងន់ស្រាល និងមានរូបរាងដូចជាបន្ទះតូចៗ ដែលអាចកិនឱ្យមានទំហំផ្សេងៗគ្នា។

Chitosan មានពណ៌ស ឬលឿងស្រាល និងគ្មានក្លិន ឬរសជាតិ។

វាមិនរលាយក្នុងទឹក សូលុយស្យុងអាល់កាឡាំង និងអាស៊ីតកំហាប់ខ្ពស់ទេ ប៉ុន្តែអាចរលាយក្នុងអាស៊ីតខ្សោយ (pH 6) បង្កើតជាសូលុយស្យុងកូឡូអ៊ីតថ្លា និងមានសមត្ថភាពបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តបានល្អ។ សីតុណ្ហភាពរលាយប្រហែល 309–311°C។

វិធីបង្កើតខ្សែភាពយន្តវេចខ្ចប់ Chitosan

Chitosan ត្រូវបានកិនឱ្យម៉ត់ដោយម៉ាស៊ីន ដើម្បីបង្កើនផ្ទៃប៉ះ។

រៀបចំសូលុយស្យុង Chitosan 3% ក្នុងសូលុយស្យុងអាស៊ីតអាសេទិក 1.5%។

បន្ទាប់មកបន្ថែមសារធាតុបន្ថែម PEG-EG 10% (សមាមាត្រ 1:1) ហើយលាយឱ្យសព្វ។ ទុកសូលុយស្យុងមួយរយៈ ដើម្បីឱ្យពពុះខ្យល់បាត់។

បន្ទាប់មកយកល្បាយដែលទទួលបានមកលាបឱ្យស្មើគ្នាលើបំពង់ដែកអ៊ីណុកដែលបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាព 64–65°C។ បំពង់ដែកអ៊ីណុកត្រូវបានកំដៅដោយចំហាយទឹក។

ទុកខ្សែភាពយន្តឱ្យស្ងួតប្រហែល 35 នាទី រួចបំបែកខ្សែភាពយន្តចេញ។

នៅដំណាក់កាលនេះ នឹងទទួលបានស្រទាប់ភ្លឺរលោងពណ៌លឿងភ្លុក គ្មានក្លិន និងរសជាតិ ដែលជាខ្សែភាពយន្ត Chitosan ដែលមានលក្ខណៈពិសេសថ្មីៗ និងមានប្រសិទ្ធភាព។

ការប្រើប្រាស់ Chitosan

ជាក់ស្តែង ខ្សែភាពយន្ត Chitosan ត្រូវបានប្រើសម្រាប់វេចខ្ចប់ និងរក្សាទុកបន្លែ និងផ្លែឈើជាច្រើនប្រភេទ ដូចជា ផ្លែប៉េស ត្រសក់ សណ្តែក ផ្លែគីវី និងផ្សេងៗទៀត។

អត្ថប្រយោជន៍របស់ខ្សែភាពយន្ត Chitosan

• ងាយបំបែកដោយជីវសាស្ត្រ។
• សំបកបង្គាដែលជាសំណល់ គឺជាវត្ថុធាតុដើមធម្មជាតិដែលមានច្រើន មានតម្លៃទាប និងមានពេញមួយឆ្នាំ ដូច្នេះវាជាប្រភពសមស្របសម្រាប់ផ្គត់ផ្គង់ chitin និង chitosan។
• ប្រើប្រាស់សំណល់ពីការកែច្នៃអាហារសមុទ្រ ដើម្បីគាំទ្រដល់ការរក្សាទុកអាហារ។