Nhựa sinh học: các loại chất tạo màng sinh học và các ứng dụng

Nhựa sinh học, hay còn gọi là nhựa sinh học, đã được chứng minh là sự thay thế của tương lai, nhưng nó cũng có những nhược điểm. Hiểu không

nhựa sinh học

Nhựa sinh học, hoặc chất tạo màng sinh học, không chỉ là chất dẻo có thể phân hủy sinh học và có thể phân hủy được làm từ các vật liệu tự nhiên. Tên "nhựa sinh học" cũng đề cập đến chất dẻo được làm từ các nguồn không thể tái tạo, chẳng hạn như dầu mỏ, nhưng có thể phân hủy sinh học và chất dẻo được sản xuất từ ​​các nguồn tái tạo, chẳng hạn như thực vật, nhưng không phân hủy sinh học.

  • Biết các loại nhựa

Xét rằng trên thực tế, tất cả nhựa do con người sản xuất vẫn còn tồn tại và mỗi năm khoảng 1/3 lượng nhựa được sản xuất gây ô nhiễm trực tiếp đến đất liền, đại dương và xâm nhập vào chuỗi thức ăn, nhựa sinh học, đặc biệt là nhựa có thể phân hủy sinh học, đã được chứng minh là một giải pháp thay thế cho phát triển của nhân loại.

  • Hiểu tác động môi trường của rác thải nhựa đối với chuỗi thực phẩm

Các loại nhựa sinh học

Polyamide nhựa sinh học (PA)

Polyamide (PA) là một loại nhựa sinh học được làm từ sinh khối, nhưng nó cũng có thể được làm từ dầu mỏ. Ưu điểm của polyamide sinh học là nó được làm từ các nguồn tái tạo và có thể được sản xuất từ ​​dầu thầu dầu.

Tuy nhiên, polyamide, còn được gọi là nylon, rất có mặt trong vải quần áo, phụ kiện và vải bọc, không thể phân hủy sinh học, ngay cả trong phiên bản được sản xuất từ ​​sinh khối.

  • Tác động môi trường của sản xuất quần áo là gì? Hiểu và tìm hiểu về các lựa chọn thay thế

Nhựa sinh học polyamit cũng có thể được sản xuất từ ​​dầu thầu dầu, nhưng có một nhược điểm là sử dụng ít đất, cần diện tích bề mặt tương đối lớn để sản xuất đủ lượng nguyên liệu thô cần thiết (có thể cạnh tranh không gian để sản xuất thực phẩm).

  • Dầu thầu dầu: cách sử dụng và lợi ích của nó

Một vấn đề khác là nylon nó vẫn chưa thể tái chế.

Nhựa sinh học adipate polybutylen terephthalate (PBAT)

Polybutylene terephthalate adipate, còn được gọi là "polyburate", là một trong những loại nhựa sinh học được sản xuất từ ​​dầu mỏ, nhưng nó có thể phân hủy sinh học và có thể phân hủy được. Đặc tính của nó cho phép polyburate thay thế polyethylene mật độ thấp, một loại nhựa được sản xuất từ ​​dầu mỏ không thể phân hủy sinh học.

Nhựa sinh học polyburate có thể được sử dụng chủ yếu trong sản xuất túi. Nhưng nó có nhược điểm là yêu cầu một nguồn không thể tái tạo.

Nhựa sinh học Polybutylenesuccinate (PBS)

Polybutylenesuccinate (PBS) là một loại nhựa sinh học có thể được phân hủy sinh học 100% và có thể phân hủy sinh học trong các điều kiện công nghiệp. Loại nhựa sinh học này thường được sử dụng trong các đồ dùng cần khả năng chịu nhiệt độ cao (100 ° C đến 200 ° C).

Nó là một loại nhựa sinh học kết tinh và linh hoạt. Axit succinic, cơ sở sinh học của quá trình sản xuất PBS, được tạo ra từ các nguồn tái tạo và giúp giảm lượng khí thải carbon. Các tính toán cho thấy lượng phát thải khí nhà kính (GHG) có thể giảm từ 50% đến 80% so với nhựa làm từ hóa thạch. Axit succinic cũng có ưu điểm là thu giữ CO2.

  • Khí nhà kính là gì
  • một dấu chân carbon là gì?

Nhựa sinh học axit polylactic (PLA)

Lactic polyacid (PLA) là một loại nhựa sinh học được tạo ra từ vi khuẩn. Trong quá trình này, chúng tạo ra axit lactic thông qua quá trình lên men của các loại rau giàu tinh bột như củ cải, ngô và sắn (trong số những loại khác). Nhựa sinh học PLA có thể được sử dụng trong bao bì thực phẩm, bao bì mỹ phẩm, túi nhựa thị trường, chai, bút, kính, nắp đậy, dao kéo, lọ, cốc, khay, đĩa, phim để sản xuất ống, dây tóc in 3D, thiết bị y tế, phi vải dệt thoi, trong số những loại khác.

PLA có thể phân hủy sinh học, có thể tái chế cơ học và hóa học, tương thích sinh học và có thể hấp thụ sinh học. So với các loại nhựa dầu mỏ thông thường, chẳng hạn như polystyrene (PS) và polyethylene (PE), mất 500 đến 1000 năm để phân hủy, PLA đã chiến thắng một cách nhảy vọt, vì sự xuống cấp của nó mất từ ​​sáu tháng đến hai năm để xảy ra. Và khi nó được xử lý đúng cách, nó sẽ biến thành những chất vô hại, vì nó dễ bị phân huỷ bởi nước.

Nhược điểm là PLA là một loại nhựa đắt tiền để sản xuất và quá trình ủ phân của nó chỉ diễn ra trong điều kiện lý tưởng. Một vấn đề khác là các tiêu chuẩn của Mỹ và Brazil cho phép trộn PLA với các loại nhựa không phân hủy sinh học khác, mặc dù cải thiện chất lượng của chúng về mặt sử dụng, nhưng lại gây tổn hại đến chất lượng của chúng về mặt môi trường.

  • PLA: nhựa có thể phân hủy sinh học và có thể ủ được

Nhưng chúng ta không nên nhầm lẫn nó với nhựa tinh bột, được gọi là tinh bột nhiệt dẻo, bởi vì trong quá trình sản xuất PLA, tinh bột được sử dụng đơn giản để tạo ra axit lactic. Không giống như nhựa tinh bột nhiệt dẻo có tinh bột làm nguyên liệu chính. Trong hai loại này, PLA có ưu điểm hơn vì nó có khả năng chống chịu cao hơn và trông giống nhựa thông thường hơn, ngoài ra còn có thể phân hủy sinh học 100% (nếu có điều kiện lý tưởng).

Nhựa sinh học làm từ tảo

Công ty Algix phát triển một đầu vào quan trọng để sản xuất nhựa sinh học: sinh khối tảo. Sản lượng tảo quá mức do ô nhiễm là một vấn đề nghiêm trọng xảy ra do hiện tượng phú dưỡng (để hiểu rõ hơn về chủ đề này, hãy xem bài viết: "Hiện tượng phú dưỡng là gì?"). Trong sản xuất sinh khối tảo để phát triển nhựa sinh học, việc nuôi kết hợp cá (để tiêu thụ) và tảo được thực hiện. Ưu điểm của các loại nhựa sinh học này là khả năng phân hủy sinh học, nguồn gốc có thể tái tạo, chi phí sản xuất thấp và không cạnh tranh với đất canh tác.

Vỏ tôm bằng nhựa sinh học

Vỏ tôm, một chất thải chính của ngành công nghiệp thực phẩm và có nhiều ở Anh, đang được sử dụng để phát triển nhựa sinh học.

Ý tưởng là sử dụng loại nhựa sinh học này để sản xuất túi mua sắm và bao bì thực phẩm.

Ngoài vai trò là nguồn tái tạo, loại nhựa sinh học này có thể phân hủy sinh học, tái sử dụng chất thải công nghiệp và còn có đặc tính kháng khuẩn, kháng khuẩn và tương hợp sinh học, đây là một lợi thế cho việc đóng gói thực phẩm và thuốc.

Nhưng có lẽ đây không phải là một ý kiến ​​hay cho những người am hiểu triết lý thuần chay.

  • Triết lý thuần chay: biết và đặt câu hỏi của bạn

Nhựa sinh học polyhydroxyalkanoate (PHA)

Nhựa sinh học polyhydroxyalkanoate (PHA) có thể được sản xuất theo nhiều cách khác nhau bởi các chủng vi khuẩn cụ thể. Trong trường hợp đầu tiên, vi khuẩn tiếp xúc với nguồn cung cấp hạn chế các chất dinh dưỡng thiết yếu, chẳng hạn như oxy và nitơ, thúc đẩy sự phát triển của PHA - hạt nhựa - trong tế bào của chúng, làm thức ăn và năng lượng dự trữ.

Một nhóm vi khuẩn khác không cần giới hạn chất dinh dưỡng để sản xuất PHA tích tụ nó trong thời kỳ phát triển nhanh chóng. PHA trong cả hai nhóm sau đó có thể được thu thập, hoặc trước khi thu thập, có thể được tổng hợp thành các dạng hóa học khác nhau thông qua kỹ thuật di truyền.

Ban đầu, việc thương mại hóa PHA bị cản trở bởi chi phí sản xuất cao, sản lượng thấp và tính sẵn có hạn chế, khiến nó không thể cạnh tranh với nhựa có nguồn gốc hóa dầu.

Tuy nhiên, một số loại vi khuẩn đã được phát hiện có khả năng sản xuất PHA từ nhiều nguồn cacbon khác nhau, bao gồm nước thải, dầu thực vật, axit béo, ankan và cacbohydrat đơn giản. Điều này làm tăng đáng kể lợi thế của nó - ví dụ, sử dụng vật liệu phế thải làm nguồn carbon để sản xuất PHA sẽ có lợi ích kép là giảm chi phí PHA và giảm chi phí xử lý chất thải.

Năm 2013, một công ty Mỹ thông báo rằng họ đã cải tiến quy trình này, loại bỏ nhu cầu về đường, dầu, tinh bột hoặc xenlulo, bằng cách sử dụng "chất xúc tác sinh học" có nguồn gốc từ vi sinh vật biến đổi không khí trộn lẫn với các khí nhà kính như mêtan hoặc điôxít cacbon, trong nhựa sinh học.

Các nghiên cứu sâu hơn đang lấy gen của những vi khuẩn này và đưa chúng vào thân cây ngô, sau đó chúng phát triển nhựa sinh học trong tế bào của chính chúng. Tuy nhiên, việc sản xuất này dựa trên thân cây ngô biến đổi gen; và chuyển đổi gen là một chủ đề thường được liên kết với sự thiếu tôn trọng Nguyên tắc Phòng ngừa, trong số các vấn đề khác. Bạn có thể hiểu rõ hơn về chủ đề này bằng cách xem qua các bài viết: "Môi trường kêu gọi cảnh giác nguyên tắc phòng ngừa" và "Ngô chuyển gen: hiểu rủi ro và lợi ích".

PHA hoàn toàn có thể phân hủy sinh học trong các điều kiện nhất định, không độc hại và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ đóng gói thực phẩm đến cấy ghép y tế.

Nhựa sinh học thả vào

Nhựa sinh học chính, hoặc chất tạo màng sinh học, thả vào là polyethylene sinh học (PE), polypropylene sinh học (PP), polyethylene terephalate sinh học (PET) và polyvinyl clorua (PVC).

Bạn người đăng ký chúng là nhựa sinh học được tạo ra hoàn toàn hoặc một phần sinh học, nhưng không phân hủy sinh học; là phiên bản lai của nhựa truyền thống. Chúng khác với các loại nhựa thông thường - được làm 100% từ dầu mỏ - chỉ liên quan đến cơ sở là nguyên liệu thô tái tạo một phần, duy trì cùng chức năng.

Nhựa sinh học thả vào hầu hết được sản xuất là PET sinh học một phần dựa trên nguyên liệu sinh học và đã chiếm khoảng 40% năng lực sản xuất nhựa sinh học toàn cầu.

Nhiều loại nhựa thông thường như PE, PP và PVC có thể được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo như cồn sinh học.

Một ví dụ phổ biến về nhựa thả vào đó là Chai thực vật, được sử dụng bởi một trong những nhà sản xuất nước giải khát hàng đầu thế giới. Chai sử dụng 30% nguyên liệu có nguồn gốc thực vật trong quá trình sản xuất, giữ nguyên các đặc tính như chai truyền thống và có thể tái chế hoàn toàn. Theo thời gian, thành phần tái tạo của chai dự kiến ​​sẽ tăng lên, trong khi các vật liệu làm từ nhiên liệu hóa thạch sẽ giảm.

Bạn người đăng ký là nhóm nhựa sinh học phát triển nhanh nhất. Mối quan tâm của ngành dựa trên hai điểm chính:

  1. Bạn người đăng ký có các đặc tính và chức năng tương tự như nhựa làm từ dầu mỏ, có nghĩa là chúng có thể được xử lý, sử dụng và tái chế trong các cơ sở hiện có và tuân theo các lộ trình tương tự như nhựa thông thường, giúp giảm nhu cầu về cơ sở hạ tầng mới hoặc bổ sung và giảm chi phí ở mọi cấp độ.
  2. Cơ sở tái tạo (hoặc tái tạo một phần) của các sản phẩm này làm giảm lượng khí thải carbon và đồng thời giảm chi phí sản xuất.

Ở Brazil, việc sản xuất PE từ nhiên liệu sinh học tương tự như người đăng ký, nhưng nhựa thường được gọi là "nhựa xanh".

  • Rốt cuộc thì nhựa xanh là gì?

Vấn đề với nhựa sinh học làm từ nhiên liệu sinh học là chúng cạnh tranh không gian với đất có thể được sử dụng để sản xuất lương thực và chưa thể phân hủy sinh học. Chúng có mặt trong hầu hết các loại vật liệu như bao bì, thiết bị điện tử, mỹ phẩm, thiết bị y tế, đồ chơi, sản phẩm vệ sinh, v.v. và, nếu chúng thoát ra môi trường - chủ yếu ở dạng vi nhựa - chúng có thể gây ra thiệt hại đáng kể trong ngắn hạn và dài hạn.

  • Có vi nhựa trong muối, thực phẩm, không khí và nước

Chất thải hữu cơ nhựa sinh học

Bạn đã bao giờ tưởng tượng rằng có thể sản xuất chất tạo màng sinh học bằng cách sử dụng chất thải hữu cơ làm nguyên liệu? Đó chính xác là những gì Nhựa sinh học chu kỳ đầy đủ quản lý để làm: sản xuất nhựa sinh học từ chất thải hữu cơ.

Ý tưởng là giảm phát thải khí nhà kính do phân hủy chất thải hữu cơ, nguồn sản xuất khí nhà kính lớn thứ ba do con người tạo ra.

Nhựa sinh học Polyhydroxyalkanoate (PHA) được sản xuất từ ​​vi khuẩn không biến đổi gen và chất thải hữu cơ và có thể thay thế nhiều loại nhựa tổng hợp. Loại nhựa sinh học này vẫn có thể phân hủy và phân hủy được. Một lợi thế nữa là về giá thành, nó có khả năng cạnh tranh với nhựa có nguồn gốc hóa dầu.

Nhựa sinh học polyethylene furanoate (PEF)

Polyethylene furanoate (PEF) là một loại nhựa sinh học tương đương với PET. Nó được làm bằng 100% nguyên liệu sinh học và có tính chất nhiệt và cơ học tốt hơn PET. Chất tạo màng sinh học PEF lý tưởng để đóng gói nước ngọt, nước, đồ uống có cồn, nước hoa quả, thực phẩm và các sản phẩm phi thực phẩm. Tuy nhiên, có một loạt các ứng dụng khác, chẳng hạn như sợi và các polyme khác như polyamide và polyester.

Trong sản xuất nhựa sinh học PEF, đường có nguồn gốc thực vật được chuyển đổi thành các vật liệu như axit furandicarboxylic (FDCA), được sử dụng trong sản xuất polyme cho ngành công nghiệp bao bì.

Nhược điểm của loại nhựa sinh học này cũng giống như bất kỳ sản xuất nào khác là phụ thuộc vào rừng trồng làm đầu vào: cạnh tranh với diện tích trồng.

Nhựa sinh học có phải là giải pháp không?

Mặc dù chúng có tiềm năng trở thành lựa chọn thay thế sạch hơn cho nhựa thông thường, nhựa sinh học cũng tạo ra các tác động đến môi trường trong quá trình sản xuất của chúng và không đảm bảo khả năng phân hủy sinh học hoặc tái chế.

Ngoài việc thực hiện nhựa sinh học, để một xã hội phát triển theo hướng bền vững, cần phải suy nghĩ lại về việc tiêu dùng. Cùng với sự phát triển của nhựa sinh học, cần giảm tiêu thụ, tăng cường tái sử dụng và tái chế nhựa. Những hành động này phù hợp với những gì nền kinh tế vòng tròn rao giảng.

Các lựa chọn thay thế khác tốt hơn kiểu dáng cho phép hiệu suất nhựa tốt hơn cũng là cần thiết. Các hành động được đề xuất bởi Quỹ Ellen MacArthur họ cũng đáp ứng ý tưởng về sự quay trở lại của nhựa. Để hiểu rõ hơn về chủ đề này, hãy xem các bài viết: "Kinh tế nhựa mới: sáng kiến ​​nhìn nhận lại tương lai của ngành nhựa" và "Kinh tế thông tư là gì?".

Vứt bỏ đúng cách và có thái độ công dân

Để giảm lượng chất thải nhựa được tiêu thụ, bước đầu tiên là thực hành tiêu dùng có ý thức, nghĩa là suy nghĩ lại và giảm tiêu thụ. Bạn đã bao giờ nghĩ rằng có bao nhiêu loại nhựa thừa mà chúng ta sử dụng hàng ngày có thể tránh được?

Mặt khác, khi không thể tránh tiêu thụ, giải pháp là lựa chọn tiêu dùng càng bền vững càng tốt và tái sử dụng và / hoặc tái chế. Nhưng không phải mọi thứ đều có thể tái sử dụng hoặc tái chế. Trong trường hợp này, hãy thực hiện việc thải bỏ một cách chính xác. Kiểm tra điểm thu mua nào gần nhà bạn nhất trên công cụ tìm kiếm miễn phí trên cổng eCycle .

Nhưng hãy nhớ rằng: ngay cả khi xử lý đúng cách, nhựa vẫn có thể thoát ra môi trường, vì vậy hãy tiêu thụ một cách có ý thức.

Để biết cách giảm tiêu thụ đồ nhựa của bạn, hãy xem bài viết: "Làm thế nào để giảm thiểu rác thải nhựa trên thế giới? Hãy xem những mẹo cần thiết".

Để biết cách tiêu dùng bền vững hơn, hãy xem bài viết: “Tiêu dùng bền vững là gì?”. Làm cho dấu chân của bạn nhẹ hơn.



$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found