Bioplastika: vrste biopolimerov in uporaba

Bioplastika ali biopolimer se je izkazala za alternativo prihodnosti, ima pa tudi slabosti. Razumeti

bioplastika

Bioplastika ali biopolimeri niso samo biorazgradljiva in kompostirna plastika iz naravnih materialov. Ime "bioplastika" se nanaša tudi na plastiko, izdelano iz neobnovljivih virov, kot je olje, vendar se biološko razgrajuje, in plastiko, proizvedeno iz obnovljivih virov, kot so rastline, ki pa se ne razgradijo.

  • Poznati vrste plastike

Glede na to, da praktično vsa plastika, ki jo je človeštvo že proizvedlo, še vedno obstaja in da vsako leto približno ena tretjina proizvedene plastike neposredno onesnaži zemljo, ocean in vstopi v prehranjevalno verigo, je bila dokazana bioplastika, zlasti biorazgradljiva alternativa za razvoj človeštva.

  • Razumevanje vpliva plastičnih odpadkov na okolje za prehranjevalno verigo

Vrste bioplastike

Bioplastika iz poliamida (PA)

Poliamid (PA) je bioplastika, proizvedena iz biomase, lahko pa jo izdelamo tudi na osnovi olja. Prednost biopoliamida je, da je izdelan iz obnovljivih virov in je lahko proizveden iz ricinusovega olja.

Vendar pa poliamid, ki mu pravijo tudi najlon , zelo prisoten v oblačilnih tkaninah, dodatkih in oblazinjenju, ni biološko razgradljiv niti v svoji različici, proizvedeni iz biomase.

  • Kakšen je vpliv proizvodnje oblačil na okolje? Razumevanje in odkrivanje alternativ

Poliamidna bioplastika se lahko proizvaja tudi iz ricinusovega olja, pomanjkljivost pa je majhna raba zemljišč, ki zahteva razmeroma veliko površino za proizvodnjo potrebne količine surovin (ki lahko konkurirajo prostoru za proizvodnjo hrane).

  • Ricinusovo olje: kako ga uporabljati in kakšne so njegove koristi

Druga težava je, da najlona še ni mogoče reciklirati.

Bioplastika polibutilen tereftalat adipata (PBAT)

Adipatski polibutilen tereftalat, imenovan tudi "poliburat", je ena od vrst bioplastike, pridobljene iz nafte, vendar je biološko razgradljiv in kompostibilen. Njegove lastnosti omogočajo, da poliuretan nadomesti polietilen nizke gostote, plastiko, proizvedeno iz olja, ki ni biološko razgradljivo.

Poliuretanski bioplastični material se lahko uporablja predvsem za izdelavo vrečk. Slaba stran pa je, da zahteva neobnovljiv vir.

Polibutilensukcinatna bioplastika (PBS)

Polibutilensukcinat (PBS) je vrsta bioplastike, ki je lahko 100% na biološki osnovi in ​​biološko razgradljiva v industrijskih pogojih. Ta vrsta bioplastike se običajno uporablja v pripomočkih, ki potrebujejo visoko tolerančno temperaturo (100 ° C do 200 ° C).

Je kristalna in prožna bioplastika. Jantarna kislina, biološka osnova proizvodnje PBS, je narejena iz obnovljivih virov in pomaga zmanjšati ogljični odtis. Izračuni kažejo, da se lahko emisije toplogrednih plinov (TGP) zmanjšajo za 50% do 80% v primerjavi s plastiko fosilnega izvora. Prednost jantarne kisline je tudi zajemanje CO2.

  • Kaj so toplogredni plini
  • Kaj je ogljični odtis?

Mlečno večkislinska bioplastika (PLA)

Mlečna poliakislina (PLA) je bioplastika, proizvedena iz bakterij. V tem procesu med fermentacijo škrobne zelenjave, kot so pesa, koruza in manioka (med drugim) proizvajajo mlečno kislino. Bioplastika PLA se lahko uporablja v embalaži za živila, kozmetični embalaži, plastičnih tržnih vrečkah, steklenicah, pisalih, kozarcih, pokrovih, jedilnem priboru, bučkah, kozarcih, pladnjih, ploščah, folijah za izdelavo cevi, filamentov za 3D tiskanje, napravah zdravniki, med drugim netkane tkanine.

PLA je biološko razgradljiv, mehansko in kemično recikliran, biokompatibilen in bioabsorbirajoč. V primerjavi s klasično naftno plastiko, kot sta polistiren (PS) in polietilen (PE), pri katerih razgradnja traja od 500 do 1000 let, je PLA na hitri poti, saj njegova razgradnja traja od šest mesecev do dve leti . In ko se pravilno odstrani, se spremeni v neškodljive snovi, ker jo voda zlahka razgradi.

Pomanjkljivost je, da je PLA draga proizvodna plastika in njeno kompostiranje poteka le v idealnih pogojih. Druga težava je v tem, da ameriški in brazilski standardi dovoljujejo mešanje PLA z drugimi vrstami nerazgradljive plastike, kar pa kljub izboljšanju njihovih lastnosti glede uporabe njihovo okoljsko vrednost zmanjšuje.

  • PLA: biorazgradljiva in kompostirna plastika

Vendar ga ne smemo zamenjati s škrobno plastiko, znano kot termoplastični škrob, saj se v procesu proizvodnje PLA škrob uporablja zgolj za pridobivanje mlečne kisline. Za razliko od termoplastične škrobne plastike, ki ima kot glavno surovino škrob. Od teh dveh vrst je PLA ugoden, ker je bolj odporen in je bolj podoben običajni plastiki, poleg tega pa je 100% biorazgradljiva plastika (če ima idealne pogoje).

Bioplastika iz alg

Podjetje Algix razvija pomemben vložek za proizvodnjo bioplastike: biomaso alg. Prekomerna proizvodnja alg zaradi onesnaženja je bila pomembna težava, ki se pojavi zaradi evtrofikacije (za boljše razumevanje te teme si oglejte članek: "Kaj je evtrofikacija?"). Pri proizvodnji biomase alg za razvoj bioplastike se izvaja kombinirano ustvarjanje rib (za uživanje) in alg. Prednosti teh vrst bioplastike so možnost biološke razgradnje, izvor iz obnovljivih virov, nizki proizvodni stroški in konkurenca obdelovalnim zemljiščem.

Bioplastična lupina kozic

Lupine kozic, ki so glavni odpadki v živilski industriji in jih je v Združenem kraljestvu veliko, se uporabljajo za razvoj bioplastike.

Ideja je uporabiti to vrsto bioplastike za izdelavo nakupovalnih vrečk in embalaže za živila.

Ta vrsta bioplastike je poleg obnovljivega vira tudi biološko razgradljiva, ponovno uporablja odpadke iz industrije in ima še vedno protimikrobne, antibakterijske in biokompatibilne lastnosti, kar je prednost za embalažo za živila in zdravila.

Morda pa to ni dobra ideja za tiste, ki so veški veganske filozofije.

  • Veganska filozofija: poznajte in odgovorite na svoja vprašanja

Polihidroksialkanoat (PHA) bioplastika

Bioplastiko polihidroksialkanoata (PHA) lahko na različne načine proizvajajo določeni sevi bakterij. V prvem primeru so bakterije izpostavljene omejeni zalogi bistvenih hranil, kot sta kisik in dušik, ki spodbujajo rast PHA - plastičnih zrnc - v svojih celicah kot zaloge hrane in energije.

Druga skupina bakterij, ki ne potrebujejo omejevanja hranil za proizvodnjo PHA, se kopiči v obdobjih hitre rasti. PHA v obeh skupinah lahko nato poberemo ali pa ga pred zbiranjem sintetiziramo v različnih kemijskih oblikah z genskim inženiringom.

Sprva so komercializacijo PHA ovirali visoki proizvodni stroški, nizki donosi in omejena razpoložljivost, zaradi česar ni mogla konkurirati plastiki petrokemičnega izvora.

Vendar pa so odkrili nekatere bakterije, ki lahko proizvajajo PHA iz različnih virov ogljika, vključno z ostanki iztokov, rastlinskimi olji, maščobnimi kislinami, alkani in enostavnimi ogljikovimi hidrati. To močno razširja njegove prednosti - na primer uporaba odpadnih materialov kot vira ogljika za proizvodnjo PHA bi imela dvojno korist, saj bi znižala stroške PHA in zmanjšala stroške odstranjevanja odpadkov.

Leta 2013 je ameriško podjetje objavilo, da je postopek še izboljšalo in odpravilo potrebo po sladkorjih, oljih, škrobih ali celulozi z uporabo "biokatalizatorja", pridobljenega iz mikroorganizmov, ki pretvarjajo zrak, pomešan s toplogrednimi plini, kot sta metan ali dioksid. ogljik, v bioplastiki.

Nadaljnje študije uporabljajo gene teh bakterij in jih vstavljajo v koruzna stebla, ki nato rastejo bioplastiko v lastnih celicah. Vendar ta proizvodnja temelji na gensko spremenjenih steblih koruze; in transgenika je bila med drugimi težavami pogosto povezana z neupoštevanjem previdnostnega načela. To temo lahko bolje razumete tako, da si ogledate članka: "Okolje zahteva opozorilo na previdnostno načelo" in "GSO koruza: razumevanje tveganj in koristi".

PHA je popolnoma biološko razgradljiv pod določenimi pogoji, je nestrupen in se lahko uporablja v najrazličnejših aplikacijah, od embalaže živil do medicinskih vsadkov.

Kapljica iz bioplastike

Glavne kapljice bioplastike ali biopolimeri so bio-polietilen (PE), bio-polipropilen (PP), bio-polietilen terefalat (PET) in polivinilklorid (PVC).

V drop-ini so bioplastika izdelani v celoti ali delno bio - osnovi, vendar niso biorazgradljiva; so hibridne različice tradicionalne plastike. Od običajne plastike, izdelane 100% iz olja, se razlikujejo le glede na osnovo delno obnovljive surovine in ohranjajo enako funkcionalnost.

Najbolj proizvedena drop-v bioplastike so biološko PET delno temelji na biološkem surovino, in predstavljajo že približno 40% celotnega bioplastika proizvodno zmogljivostjo.

Veliko vrst običajne plastike, kot so PE, PP in PVC, je mogoče izdelati iz obnovljivih virov, kot je bioetanol.

Priljubljen primer padca iz plastike je Plant Bottle , ki ga uporablja eden vodilnih svetovnih proizvajalcev brezalkoholnih pijač. Pri izdelavi steklenice uporablja 30% rastlinskih materialov, pri čemer ohranja enake značilnosti tradicionalne steklenice in jo je mogoče popolnoma reciklirati. Sčasoma naj bi se obnovljiva komponenta steklenice povečala, materiali na osnovi fosilnih goriv pa se bodo zmanjšali.

Na padec-ins so bioplastika rast proizvodnje skupina hitreje. Interes industrije temelji na dveh glavnih točkah:

  1. V drop-ini imajo enake lastnosti in funkcionalnosti plastike narejene iz nafte, kar pomeni, da se lahko predela, ki se uporabljajo, in recikliranih v obstoječih objektov in v istih poteh, kot konvencionalne plastike, kar zmanjšuje potrebo po novo ali dodatno infrastrukturo in zmanjšuje stroške na vseh ravneh.
  2. Obnovljiva (ali delno obnovljiva) osnova teh izdelkov zmanjšuje ogljični odtis in hkrati zmanjšuje proizvodne stroške.

V Braziliji je proizvodnja PE iz biogoriva podobna odstopom , vendar plastiko pogosto imenujejo "zelena plastika".

  • Kaj je konec koncev zelena plastika?

Problem bioplastike, proizvedene iz biogoriv, ​​je, da tekmujejo za prostor z zemljo, ki bi jo lahko uporabljali za proizvodnjo hrane in še ni biorazgradljiva. Prisotni so med drugim v najrazličnejših vrstah materialov, kot so embalaža, elektronske naprave, kozmetika, medicinska oprema, igrače, higienski izdelki; in če pobegnejo v okolje - predvsem v obliki mikroplastike - lahko kratkoročno in dolgoročno povzročijo znatno škodo.

  • Mikroplastika je v soli, hrani, zraku in vodi

Bioplastika iz organskih odpadkov

Ste si kdaj predstavljali, da bi bilo mogoče proizvajati biopolimere z uporabo organskih odpadkov kot surovine? Prav to je lahko storila bioplastika s polnim ciklom : proizvedla bioplastiko iz organskih odpadkov.

Ideja je zmanjšati emisije toplogrednih plinov, nastalih z razgradnjo organskih odpadkov, tretjega največjega vira proizvodnje toplogrednih plinov antropičnega izvora.

Bioplastika polihidroksialkanoata (PHA) je izdelana iz gensko nespremenjenih bakterij in organskih odpadkov in lahko nadomesti širok spekter sintetične plastike. Ta vrsta bioplastike je še vedno kompostljiva in razgradljiva. Druga prednost je, da je s stroškovnega vidika konkurenčna plastiki petrokemičnega izvora.

Bioplastika iz polietilen furanoata (PEF)

Polietilen furanoat (PEF) je bioplastika, primerljiva s PET. Izdelana je iz 100% biološke surovine in ima boljše toplotne in mehanske lastnosti kot PET. Biopolimeri PEF so idealni za pakiranje brezalkoholnih pijač, vode, alkoholnih pijač, sadnih sokov, hrane in neživilskih izdelkov. Vendar pa obstajajo številne druge aplikacije, kot so vlakna in drugi polimeri, kot sta poliamid in poliester.

Pri proizvodnji bioplastike PEF se sladkorji na rastlinski osnovi pretvorijo v materiale, kot je furandikarboksilna kislina (FDCA), ki se uporablja pri proizvodnji polimerov za embalažno industrijo.

Pomanjkljivost te vrste bioplastike je enaka kot pri kateri koli drugi pridelavi, ki je odvisna od sajenja kot vložka: konkurenca s sadilnimi površinami.

Je bioplastika rešitev?

Čeprav imajo potencial za čistejšo alternativo običajni plastiki, bioplastika med proizvodnjo vpliva tudi na okolje in ni zagotovilo za biorazgradljivost ali recikliranje.

Da bi se družba razvijala v skladu s trajnostjo, je treba poleg uporabe bioplastike ponovno razmisliti o porabi. V povezavi z razvojem bioplastike je treba zmanjšati porabo, povečati ponovno uporabo in recikliranje plastike. Ti ukrepi so v skladu s tem, kar pridiga krožno gospodarstvo.

Potrebne so tudi druge alternative, kot so boljši modeli, ki omogočajo boljše plastične lastnosti. Ukrepi, ki jih predlaga fundacija Ellen MacArthur, podpirajo tudi idejo o krožnem vračanju plastike. Za boljše razumevanje te teme si oglejte članke: "Novo gospodarstvo s plastiko: pobuda, ki premišljuje prihodnost plastike" in "Kaj je krožno gospodarstvo?".

Pravilno razpolagajte in bodite državljanski

Da bi zmanjšali porabljene plastične odpadke, je prvi korak vaditi zavestno porabo, torej premisliti in zmanjšati svojo porabo. Ste pomislili, koliko odvečne plastike uporabljamo dnevno, ki bi se ji lahko izognili?

Po drugi strani pa, kadar se porabi ni mogoče izogniti, je rešitev, da se odločimo za čim bolj trajnostno porabo in za ponovno uporabo in / ali recikliranje. Ni pa vse mogoče ponovno uporabiti ali reciklirati. V tem primeru odstranite pravilno. V brezplačnem iskalniku portala eCycle preverite zbirna mesta, ki so najbližja vašemu domu .

Toda ne pozabite: tudi s pravilnim odstranjevanjem plastika lahko uhaja v okolje, zato jo uživajte z zavedanjem.

Če želite izvedeti, kako zmanjšati porabo plastike, si oglejte članek: "Kako zmanjšati plastične odpadke na svetu? Oglejte si bistvene nasvete".

Če želite izvedeti, kako zaužiti bolj trajnostno, si oglejte članek: "Kaj je trajnostna potrošnja?". Naj bo vaš odtis lažji.


Original text