บรรจุภัณฑ์จากสาหร่าย: วันนี้ทำอะไรได้แล้วบ้าง?

หน้าต่างบนกล่องทำให้เห็นช็อกโกแลตข้างใน สารเคลือบช่วยไม่ให้ไขมันซึมผ่านบรรจุภัณฑ์กระดาษ ส่วนจุดกระบนกระดาษผสมสาหร่ายก็เป็นส่วนหนึ่งของงานออกแบบ แต่ละแบบใช้สาหร่ายในหน้าที่ที่ต่างกัน

บรรจุภัณฑ์จากสาหร่ายบางรูปแบบมีใช้ในตลาดแล้ว ขณะที่บางรูปแบบกำลังก่อตัวเป็นตัวอย่าง การเลือกต้องเริ่มจากตัวสินค้า: ต้องปกป้องจากอะไร นานเท่าไร และบรรจุภัณฑ์จะไปที่ใดหลังใช้งาน?

“บรรจุภัณฑ์จากสาหร่าย” หมายถึงอะไร?

สาหร่ายให้พอลิเมอร์ธรรมชาติที่ใช้พัฒนาฟิล์มและสารเคลือบได้ อีกแนวทางหนึ่งคือผสมสาหร่ายลงในกระดาษระหว่างการผลิต สูตรวัสดุเป็นตัวกำหนดว่าจะได้ฟิล์มใส สารเคลือบยืดหยุ่น หรือแผ่นกระดาษที่เห็นลวดลายของเนื้อวัสดุ

ส่วนประกอบจากสาหร่ายอาจทำหน้าที่เพียงอย่างเดียวในบรรจุภัณฑ์ เช่น เป็นหน้าต่างของถุงกระดาษ เป็นผิวปกป้องของกระดาษแข็งเคลือบ หรือเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อกระดาษผสมสาหร่ายเอง

สามแนวทางในการใช้สาหร่ายกับบรรจุภัณฑ์

1. หน้าต่างและฟิล์มอ่อนตัว

หน้าต่างทำให้ผู้ซื้อเห็นสินค้า ตั้งแต่ช็อกโกแลตไปจนถึงของขวัญ ฟิล์มจากสาหร่ายกำลังได้รับการพัฒนาสำหรับหน้าต่างเหล่านี้ รวมถึงวัสดุห่อและถุง

สำหรับผู้แปรรูปบรรจุภัณฑ์ ความใสเป็นเพียงจุดเริ่มต้น ฟิล์มยึดติดกับกระดาษอย่างไร ทนต่อการพับและขนส่งหรือไม่ และรับความชื้นได้เพียงใด?

2. สารเคลือบสำหรับกระดาษและกระดาษแข็ง

กระดาษทำให้บรรจุภัณฑ์มีรูปทรงและความแข็ง สารเคลือบเพิ่มหน้าที่ปกป้องเฉพาะด้านได้ เช่น ต้านทานไขมันในงานบรรจุอาหารที่เหมาะสม

Ocean Material มีทั้งสูตรสารเคลือบสำหรับผู้แปรรูปนำไปเคลือบเอง และกระดาษคราฟต์ที่เคลือบไว้แล้ว ทางเลือกขึ้นอยู่กับเครื่องจักรและกระบวนการผลิตที่มีอยู่

3. กระดาษที่มีส่วนผสมของสาหร่าย

สามารถผสมสาหร่ายลงในแผ่นกระดาษระหว่างการผลิตได้เช่นกัน กระดาษผสมสาหร่ายของเรามีสีธรรมชาติอ่อนและจุดกระที่มองเห็นได้ ซึ่งนำไปเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบกล่อง ป้าย หรือสิ่งพิมพ์ได้

โรงงานกระดาษกำหนดปริมาณสั่งซื้อขั้นต่ำสูงก่อนเริ่มรอบการผลิต ขณะนี้กระดาษชนิดนี้จึงเป็นทางเลือกในการพัฒนาสำหรับโครงการขนาดใหญ่ แบรนด์และผู้แปรรูปที่รวบรวมความต้องการได้เพียงพอสามารถร่วมกันพิจารณาเริ่มผลิตได้

หน้าต่างบนบรรจุภัณฑ์ต้องทำอะไรได้บ้าง?

เราได้ทำงานกับผู้แปรรูปบรรจุภัณฑ์เพื่อพัฒนาตัวอย่างหลายแบบจากวัสดุสาหร่ายของเรา เช่น กล่องเบอร์เกอร์ กล่องช็อกโกแลต กล่องแซนด์วิช และซองจดหมายมีหน้าต่าง บรรจุภัณฑ์บางส่วนที่พัฒนาจากโครงการเหล่านี้มีใช้อยู่ในภาคค้าปลีกแล้ว

ฟิล์มต้องทนต่อการตัด ติดกาว พับ และขนส่ง สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารยังต้องคำนึงถึงการปกป้องสินค้าและการสัมผัสอาหารตามที่ตั้งใจใช้ ส่วนซองจดหมายต้องคงความชัดเจนของที่อยู่และให้หน้าต่างยึดติดอยู่ตลอดการส่งไปรษณีย์

ฟิล์มจากสาหร่ายตอบสนองต่อน้ำอย่างไร?

สารจากสาหร่ายที่สร้างฟิล์มได้หลายชนิด รวมถึงอัลจิเนต มีสมบัติชอบน้ำ จึงดึงดูดหรือดูดซับน้ำ ความชื้นอาจเปลี่ยนสัมผัส ความแข็งแรง และการซึมผ่านของสารต่าง ๆ ในฟิล์ม

พฤติกรรมของฟิล์มเมื่อสัมผัสน้ำขึ้นอยู่กับสูตร พันธะระหว่างสายโซ่พอลิเมอร์ การเรียงชั้น และสภาพการใช้งาน นักวิจัยปรับปัจจัยเหล่านี้เพื่อพัฒนาฟิล์มใหม่

บรรจุภัณฑ์สินค้าแห้ง ถาดใส่อาหารชื้น และแก้วกาแฟร้อนเผชิญโจทย์ต่างกัน การคาดการณ์ว่าจะสัมผัสความชื้นอย่างไรช่วยกำหนดว่าควรทดสอบวัสดุชนิดใด

ไขมัน ไอน้ำ และออกซิเจน ต้องการชั้นกั้นต่างกัน

ชั้นกั้นทำให้สารชนิดหนึ่งผ่านได้ช้าลง การทดสอบแยกแต่ละด้านช่วยบอกว่าบรรจุภัณฑ์ทำหน้าที่ได้ดีเพียงใด

งานวิจัยฟิล์มคอมโพสิตแคลเซียมอัลจิเนตพบว่าสูตรที่ทดสอบมีสมบัติกั้นออกซิเจนที่น่าสนใจ ผู้วิจัยเห็นว่าเหมาะกับสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นต่ำมากกว่า

วัสดุห่อที่ต้านทานไขมันอาจเหมาะกับอาหารที่มีไขมันและค่อนข้างแห้ง แต่เครื่องดื่มร้อนมีการสัมผัสของเหลวและความร้อนต่อเนื่อง จึงต้องประเมินแยกต่างหาก

ในบรรจุภัณฑ์มีหน้าต่าง พื้นที่หน้าต่าง กระดาษ กาว และส่วนปิดล้วนมีผลต่อการปกป้อง ควรเปรียบเทียบค่าการกั้นภายใต้เงื่อนไขใกล้เคียงกัน และทดสอบบรรจุภัณฑ์ที่ประกอบเสร็จแล้ว

รวมหลายหน้าที่ไว้ในบรรจุภัณฑ์เดียว

กระดาษให้ความแข็ง ชั้นหนึ่งอาจป้องกันไขมัน ขณะที่อีกชั้นช่วยชะลอการถ่ายเทความชื้นหรือทำให้ปิดผนึกได้ บางครั้งสูตรเดียวก็ทำได้มากกว่าหนึ่งหน้าที่

การใช้ชั้นวัสดุที่เสริมกันเป็นแนวทางพัฒนาบรรจุภัณฑ์จากสาหร่าย ลำดับการเคลือบ การยึดเกาะกับวัสดุรองรับ และความสามารถในการพับหรือปิดผนึกต้องทำงานร่วมกัน ลำดับชั้นขึ้นอยู่กับวัสดุและการใช้งาน

เป้าหมายคือให้ได้การปกป้องที่ต้องการด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายและใช้งานได้จริง พร้อมคำนึงถึงการนำทรัพยากรกลับมาใช้หลังใช้งาน ทุกชั้นที่เพิ่มขึ้นควรมีหน้าที่ชัดเจน

อะไรเป็นตัวกำหนดต้นทุนต่อบรรจุภัณฑ์?

ราคาสารเคลือบต่อกิโลกรัมบอกได้เพียงส่วนหนึ่ง บรรจุภัณฑ์แต่ละชิ้นต้องใช้สารเคลือบเท่าไร? สำหรับสูตรฐานน้ำ ปริมาณของแข็งบอกว่าจะเหลือวัสดุแห้งเท่าไรเมื่อน้ำระเหยไปแล้ว

น้ำหนักสารเคลือบต่อพื้นที่ จำนวนรอบการเคลือบ การอบแห้ง และความเร็วสายการผลิตล้วนมีผลต่อต้นทุน เช่นเดียวกับการสูญเสีย ทั้งวัสดุที่เสียไประหว่างแปรรูปและบรรจุภัณฑ์ที่ไม่ผ่านข้อกำหนด

ตัวเลขที่ควรเปรียบเทียบคือต้นทุนของบรรจุภัณฑ์สำเร็จที่ให้การปกป้องตามต้องการ ผู้พัฒนาวัสดุและผู้แปรรูปสามารถประเมินข้อแลกเปลี่ยนเหล่านี้ร่วมกันได้ตั้งแต่ต้นโครงการ

เหตุใดสาหร่ายจึงน่าสนใจในฐานะวัตถุดิบ?

สาหร่ายที่เพาะเลี้ยงในทะเลเป็นแหล่งชีวมวลหมุนเวียน โดยไม่ใช้พื้นที่เกษตรหรือการให้น้ำจืดในช่วงเพาะเลี้ยง การจัดหาและการแปรรูปก็เป็นส่วนหนึ่งของการประเมินห่วงโซ่อุปทานที่รับผิดชอบ

การเปรียบเทียบด้านสิ่งแวดล้อมต้องพิจารณาทั้งเส้นทาง ตั้งแต่การเพาะเลี้ยงหรือเก็บเกี่ยว การทำให้แห้ง การแปรรูป ส่วนผสมอื่น การขนส่ง ไปจนถึงการจัดการหลังใช้งาน รวมทั้งความสามารถของบรรจุภัณฑ์ในการปกป้องสินค้า

Ocean Material ออกแบบวัสดุจากสาหร่ายที่กล่าวถึงในบทความนี้โดยมุ่งให้ใช้กับการทำปุ๋ยหมักในครัวเรือน เรายังพิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากวัสดุหลุดรอดสู่สิ่งแวดล้อม เป้าหมายการพัฒนาคือให้วัสดุย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยไม่ก่ออันตรายในสถานการณ์นั้น

วัตถุดิบนั้นมีการใช้งานอื่นอยู่แล้วหรือไม่?

ผลพลอยได้จากการแปรรูปพืชชนิดอื่นก็เป็นทางเลือกสำหรับบรรจุภัณฑ์ฐานชีวภาพ แต่บางชนิดมีการใช้งานที่มั่นคงอยู่แล้ว เช่น กากธัญพืชจากการผลิตเบียร์ใช้เป็นอาหารสัตว์และผลิตก๊าซชีวภาพ การประเมินอย่างเป็นธรรมต้องดูแหล่งที่มา การใช้เดิม และการแปรรูปที่จำเป็น

หลังผ่านกระบวนการ ผลพลอยได้บางชนิดสามารถตอบข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอที่เข้มงวดได้ ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับว่าจะจัดหาวัตถุดิบที่มีคุณภาพตามต้องการได้อย่างน่าเชื่อถือหรือไม่

จากตัวอย่างวัสดุสู่บรรจุภัณฑ์ที่ใช้งานได้

Ocean Material ทำงานร่วมกับพันธมิตรวิจัยและพัฒนาและผู้แปรรูปบรรจุภัณฑ์ทั่วโลก เพื่อนำวัสดุจากสาหร่ายไปใช้ในงานบรรจุภัณฑ์

เราช่วยเลือกวัสดุ ประเมินตัวอย่าง ประสานงานแปรรูป และพัฒนาห่วงโซ่อุปทานที่เหมาะสม งานนี้เชื่อมความต้องการของแบรนด์เข้ากับสิ่งที่ผู้แปรรูปผลิตได้

จุดเริ่มต้นคือสินค้า การปกป้องที่ต้องการ และปริมาณสั่งซื้อที่คาดไว้ ซึ่งจะนำไปสู่การเลือกฟิล์มหรือสารเคลือบ กระบวนการแปรรูป และแนวทางจัดหา

อ่านเพิ่มเติมเรื่องการแปรรูปสาหร่ายโดยตรงได้ที่ จากสาหร่ายสู่พอลิเมอร์ด้วยการอัดรีด

หากคุณกำลังพัฒนาบรรจุภัณฑ์ใหม่หรือพิจารณาโครงการกระดาษขนาดใหญ่ ติดต่อ Ocean Material เพื่อหารือโครงสร้างและปริมาณที่วางแผนไว้

แหล่งข้อมูล

• S3: Dysjaland และคณะ (2022), Molecules: ฟิล์มอัลจิเนตที่มีผงสาหร่าย
• S4: Mohammed และคณะ (2023), Food Hydrocolloids: แคลเซียมอัลจิเนตคอมโพสิตสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร
• S5: คณะกรรมาธิการยุโรป: พลาสติกฐานชีวภาพ พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และพลาสติกที่ทำปุ๋ยหมักได้
• S8: RISE: กากธัญพืชจากการผลิตเบียร์ในฐานะส่วนผสมอาหาร
• S9: Wolf Heilmann: การทำให้สารเคลือบกั้นแห้ง
• S11: กระทรวงสิ่งแวดล้อมสหพันธ์เยอรมนี: อะไรทิ้งในถังขยะอินทรีย์ได้และไม่ได้
• S12: Cepi: วิธีทดสอบการรีไซเคิลกระดาษและกระดาษแข็งในห้องปฏิบัติการ ฉบับที่ 3 (2025)