Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Сьогодні такі технології розробляють провідні університети світу і впроваджують найбільші пакувальні компанії - такі, як Cargill Dow, Fardis, BASF AG, MY Sharp Interpack, Eastman Chemical і інші. І ми вже не раз писали про використання біодеградуючих пластмас у виробництві пляшок, пакувальних пакетів та навіть еко-пакетів для сміття, які відтепер можна знайти і в українських магазинах. Тож давайте детальніше зупинимось на цьому питанні.
Біодеградуюча упаковка врятує світ від забруднення
Всі знають, що ми живемо в епоху пластику. В сучасному виробництві упаковки пластмаса, тобто полімери, застосовуються повсюдно: для упаковки харчових продуктів, ліків, електроніки, небезпечних рідин... Таке широке застосування пластику у виробництві упаковки пояснюється його якостями:
Універсальністю застосування (дозволяє створити нескінченну кількість кольорів і форм, що дуже важливо при створенні дизайну);
Можливістю отримання полімерних матеріалів з широким набором необхідних фізичних властивостей;
Дешевизною сировини;
Легкістю;
Малою енергоємністю виробництва (в порівнянні з виробництвом скла, металу, паперу).
Існують такі галузі, наприклад, виробництво упаковки для ліків і харчових продуктів, де без застосування пластиків вже не обійтись. Тим не менш, в усьому світі все більше загострюється занепокоєння з приводу екологічності пластиків і обґрунтованості такого широкого їх застосування. Як відомо, вони виготовляються з нафти, а її кількість на планеті обмежена - при зростаючих рівнях її споживання, запасів вистачить менше ніж на 100 років. І, найголовніше, традиційні пластики, які в основному виготовляються зі звичайних полімерів, практично не розкладаються в природних умовах. Точніше, в процесі фотоокислення - під впливом світла і кисню, полімери розкладаються, але на це піде не одна сотня років. Існують різні способи переробки деяких полімерів, але далеко не всі з них можна переробити повністю, до того ж не скрізь системи утилізації відходів дозволяють застосовувати такі технології. Тим не менш, незважаючи на ці недоліки, відмовитися від застосування пластиків в сучасних умовах неможливо.
Вихід з цієї ситуації полягає у використанні біодеградуючих матеріалів.
Що таке біодеградуюча упаковка?
За визначенням Міжнародної організації зі стандартизації біодеградуючі пластмаси - полімери, розкладання яких відбувається під впливом бактерій, грибків і водоростей.
Зрозуміло, що застосування таких пластиків мінімізує шкідливий вплив на екологію. Біодеградуюча упаковка може бути виготовлена як з нафти, так і з застосуванням матеріалів органічного походження, - біополімерів. Також можливе використання комбінованих технологій. Швидкість розкладання залежить від ряду чинників - типу полімерів, типу та концентрації розкладаючих матеріалів, вологості, температури тощо. Прискореному розповсюдженню технологій виробництва таких матеріалів для упаковки сприяє відповідна громадська думка і законодавчі способи впливу і регулювання.
Наприклад, нещодавно уряд Тайваню заборонив використання поліетиленових пакетів та одноразового пластикового посуду, виробленого з традиційних видів пластику. Це спонукало тайванську компанію Wei Mon Industry на підписання ексклюзивної угоди з однією з найбільших компаній з виробництва матеріалів для біодеградуючої упаковки Cargill Dow про виробництво пакувальних матеріалів з використанням біоруйнуючих смол, що випускаються компанією - полілактиду (ПЛА) NatureWorks, що виробляється з цукру, отриманого зі злакових і інших культур.
Отримання біодеградуючих матеріалів для виробництва упаковки та їх різновиди
Біопластик можна отримати двома способами: з матеріалів органічного походження, наприклад, целюлози (з деревини і бавовни), каучуку, зерна, молока, та з використанням біотехнологій - так отримують вулканізат, фібру, целулоїд та ін.
Найпопулярніші поширені біополімери: целюлоза, мікробні поліефіри, полігідроаконати, полівініловий спирт, полікапролактон, полілактозна кислота, поліетилен, поліуретани.
Також важливі такі фактори: способи розкладання, способи контролю за розкладом і ініціації його початку, способи оцінки здатності до біодеградації, і способи практичної реалізації.
Тепер розглянемо, як подібні технології застосовуються безпосередньо в пакувальній індустрії.
Упаковка з кукурудзи
Великі перспективи у матеріалів, виготовлених з кукурудзи. Близько 2/3 зерна складається з целюлози, яка утворюється при фотосинтезі. Пластик з кукурудзи розкладається повністю. Незважаючи на те, що для повного впровадження технології потрібно провести ще ряд досліджень, вже зараз в пакувальній індустрії існує безліч продуктів з цих матеріалів: в Європі поширені продуктові та побутові пакети з подібних пластиків, пляшки з подібних матеріалів використовуються в Європі та Канаді. Кількість інновацій у цій області постійно зростає. Наприклад, нещодавно була представлена плівка "Greensack". Виготовлена із зерна кукурудзи, вона повністю розкладається в ґрунті, перетворюючись на добриво. Італійська компанія Convex Plastics взяла цю технологію на озброєння і представила матеріал "New Greensack", що отримується в основному з кукурудзяного крохмалю. Цей матеріал повністю розкладається точно так само, як і всі продукти органічного походження і не токсичний навіть при спалюванні. "Greensack" застосовують для виготовлення обгортки для журналів, харчової упаковки в індустрії fast food, молочних упаковок і звичайних пакетів-сумок. Завдяки тому, що він представлений у декількох варіаціях, його можна використовувати для пайки, склеювання, ламінування картону та паперу.
Упаковка з молока
Вчений одного з провідних державних науково-дослідних центрів США відкрив метод вилучення матеріалу для створення їстівної харчової упаковки з молочного протеїну - казеїну, - який конвертується в водонепроникне покриття. Це покриття може кардинально змінити традиційні способи пакування, які використовуються при роботі з певними продуктами - молоком, сиром, йогуртом і т.д. Попередні спроби створити подібне плівкове покриття були невдалі, оскільки казеїнові похідні не витримували контакту з водою. Однак Пеггі Томасула, хімічний інженер US Agricultural Research Service (ARS), відкрила метод екстракції казеїну за допомогою двоокису вуглецю високого тиску. Цей спосіб дозволяє скористатися природною здатністю протеїну формувати водонепроникні плівки. Казеїн може бути структурований у вигляді листів, а більш тонкі плівки можуть наноситись безпосередньо на продукт. Обидва ці способи захищають продукт від пошкодження і забруднення, оскільки казеїн виступає в ролі бар'єру, що захищає від зовнішніх впливів. Харчові казеїнові плівки підтримують вологість продукту і можуть використовуватися для пакування сиру, а ламінований плівковий казеїн - для йогуртів. При виробництві упаковки з казеїну у нього можуть додаватися вітаміни і інші добавки для поліпшення поживних і смакових якостей продуктів.
Тенденції на ринку упаковки
Незважаючи на те, що вартість такої упаковки більше звичайної, багато великих роздрібних мереж та супермаркетів переходять на упаковку з біодеградуючих матеріалів. Тому виробники збільшують виробництво біодеградуючої упаковки і матеріалів для неї. Нещодавно компанія BASF AG заявила, що планує нарощування виробничих потужностей біодеградуючого пластику Ecoflex. В 2001 році зафіксований 35%-ий ріст попиту на цей полімер, що є ознакою успішної перспективи і популярності матеріалу. Ecoflex представляє собою композицію полістиролу з крохмалем або целюлозою і призначений для виробництва харчової упаковки та сільськогосподарської плівки. 60%-а біодеструкція матеріалу досягається через 50 днів, 90% - через 80. В даний час BASF випускає 8000 тонн полімеру Ecoflex на рік на своєму заводі в Німеччині (Ludwigshafen). Фахівці компанії прогнозують зростання попиту на синтетичні біодеградуючі матеріали в найближчий період до 100 тис. тонн на рік.
І, звичайно, компанії-виробники продовжують удосконалювати технології виробництва, щоб зменшити вартість продукції.
Але не все так безхмарно, як може здатися на перший погляд.
Зараз біодеградуючі матеріали коштують 4,5-8 доларів за кілограм (що в кілька разів дорожче звичайного пластику). Втім, фахівці прогнозують зниження ціни до 1,5 доларів за кілограм. Потреба в подібних матеріалах на даний момент складає близько 60 000 тонн на рік, але ця цифра постійно збільшується. Тим не менш, складно оцінити, яку частку займуть на ринку подібні матеріали, і скільки будуть займати традиційні, виготовлені з нафти.
Крім того, багато біодеградуючих матеріалів, наприклад, з того ж крохмалю, все одно робляться із застосуванням традиційних пластиків. Енергетичні витрати (в порівнянні з виробництвом традиційних пластиків) також великі.
Мабуть, вихід в тому, щоб тим чи іншим чином економічно стимулювати виробників упаковки з подібних матеріалів, наприклад, через податкові послаблення, і інформувати громадськість про переваги і недоліки тієї чи іншої упаковки. Крім того, щоб успішно вирішити проблему, потрібна правильна утилізація подібних матеріалів, а з цим туго навіть у деяких європейських країнах, не кажучи вже про Україну, де про це ще мало хто замислюється.
Очевидно, що проблема не вирішена до кінця. Але в найближчі роки в цій галузі повинні відбутися великі зміни - всі передумови для цього вже є. Будемо сподіватися, що українські виробники упаковки не залишаться осторонь - рано чи пізно всім доведеться використовувати біодеградуючу упаковку і буде краще, якщо це відбудеться раніше.