بسته‌بندی‌های پلاستیکی زیست‌تخریب‌پذیر و قابل کمپوست میتوانند گزینه‌‌ی بسیار مفیدی برای کاهش آلودگی زیست محیطی در صنایع پلاستیک و تولید انواع مصنوعات پلاستیکی بخصوص در صنایع مواد غذایی و ... باشند.
در دنیای امروزی، پلاستیک‌ها به عنوان یکی از مواد پرکاربرد و ضروری در صنایع مختلف بخصوص در تولید پریفرم برای تولید انواع بطری پت، جار پت و درب بطری های پلاستیکی و.... شناخته می‌شوند و به صورت انبوه مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، استفاده گسترده از پلاستیک‌های سنتی، به ویژه پلاستیک‌های نفتی، منجر به مشکلات جدی زیست‌محیطی شده است. آلودگی ناشی از پلاستیک‌ها، به ویژه میکروپلاستیک‌ها، به محیط زیست و بهداشت عمومی آسیب‌های غیرقابل جبرانی وارد کرده است.
در این راستا، پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر به عنوان یک گزینه جذاب و پایدار برای جایگزینی پلاستیک‌های سنتی مطرح شده‌اند. این نوع پلاستیک‌ها که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر تولید می‌شوند، به‌راحتی تحت تأثیر میکروارگانیسم‌ها و شرایط محیطی تجزیه می‌شوند و به مواد غیر مضر تبدیل می‌شوند و برای تولید انواع مصنوعات پلاستیکی و ظروف پلاستیکی فود گرید میتوانند پرکاربرد باشند.
استفاده از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر در صنایع مختلف می‌تواند به کاهش اثرات زیست‌محیطی و حفظ منابع طبیعی کمک کند. به‌علاوه، این مواد قابلیت انطباق با الزامات بهداشتی و ایمنی را دارند و میتوانند به‌طور مؤثر در تولید محصولات مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر چیست؟
پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر به موادی اطلاق می‌شود که فرآیند تولید آن به گونه‌ای است که تحت تأثیر عوامل زیستی مانند میکروارگانیسم‌ها، اکسیژن و رطوبت در طبیعت تجزیه می‌شوند. برخلاف پلاستیک‌های نفتی که صدها سال طول می‌کشد تا تجزیه شوند.
پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر نوعی پلاستیک است که توسط فرآیندهای طبیعی تجزیه می‌شود، به‌ویژه تحت تأثیر فعالیت‌های میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها.
برخلاف پلاستیک‌های سنتی که قرن‌ها در طبیعت باقی می‌مانند، پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر به سرعت تجزیه می‌شوند و در طبیعت بدون ایجاد آلودگی به مواد آلی مانند آب، دی‌اکسیدکربن، و بیوماس تبدیل می‌شوند.
این نوع پلاستیک‌ها معمولاً از مواد خام تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت، نیشکر، یا ضایعات کشاورزی تولید می‌شوند و برای تولید بسته‌بندی‌های مختلف در صنایع غذایی، دارویی و بهداشتی به کار می‌روند.
استفاده از پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر به عنوان یک راه‌حل پایدار و محیط‌زیستی شناخته شده است که می‌تواند آلودگی ناشی از پلاستیک‌های سنتی را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد و به بهبود کیفیت محیط زیست کمک کند.
انواع پلیمرها و پلاستیک های زیست تخریب پذیر موجود در بازار
1.پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA): این پلاستیک از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت و نیشکر تولید می‌شود و در صنایع بسته‌بندی مواد غذایی، ظروف یکبار مصرف، و محصولات پزشکی کاربرد دارد. PLA در کمپوست صنعتی به سرعت تجزیه می‌شود.
2.پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات (PHA): این پلیمر زیستی توسط میکروارگانیسم‌ها در فرایند تخمیر تولید می‌شود و می‌تواند در محیط‌های مختلف از جمله آب‌های دریا تجزیه شود. PHA در تولید بسته‌بندی‌های مواد غذایی و بهداشتی، ظروف و کیسه‌ها به کار می‌رود.
3.پلی‌بوتیلن سوکسینات (PBS): PBS از مواد تجدیدپذیر یا نفتی ساخته می‌شود و قابلیت تجزیه در خاک و کمپوست شدن را دارد. این پلاستیک برای تولید کیسه‌های پلاستیکی، فیلم‌های کشاورزی و محصولات بسته‌بندی استفاده می‌شود.
4.نشاسته ترموپلاستیک (TPS): این پلاستیک از نشاسته گیاهی به دست می‌آید و به سرعت در شرایط کمپوست و خاک تجزیه می‌شود. TPS در تولید کیسه‌ها و بسته‌بندی‌های ساده کاربرد دارد.
5.پلی‌کاپرولاکتون (PCL): PCL یک پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر با دمای ذوب پایین است که در محصولات پزشکی، بسته‌بندی‌های خاص، و تولید قطعات کشاورزی به کار می‌رود. این پلاستیک در شرایط کمپوست صنعتی به سرعت تجزیه می‌شود.
6.سلولز استات: یک پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر که از منابع طبیعی مانند چوب و پنبه تولید می‌شود. این ماده بیشتر در تولید فیلتر سیگار، عینک، و بسته‌بندی‌های نازک کاربرد دارد.
دسته‌بندی پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر بر اساس مکانیزم و شرایط تخریب
1.Oxo-biodegradable (اکسو-زیست‌تخریب‌پذیر)
پلاستیک‌های اکزو-زیست‌تخریب‌پذیر (Oxo-biodegradable) با استفاده از افزودنی‌های اکسایشی تولید می‌شوند. این افزودنی‌ها باعث می‌شوند که پلاستیک تحت تأثیر اکسیژن و نور خورشید به قطعات کوچک‌تری تجزیه شود. فرآیند تخریب ابتدا به صورت شیمیایی شروع می‌شود و سپس میکروارگانیسم‌ها این قطعات کوچک را تجزیه می‌کنند.
پلاستیک‌های اکزو-زیست‌تخریب‌پذیر در واقع پلاستیک‌های معمولی مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن هستند که با افزودن مواد اکسایشی به مرور زمان و تحت شرایط خاص مانند تابش نور UV و حضور اکسیژن شروع به تخریب می‌کنند. این پلاستیک‌ها اغلب برای بسته‌بندی‌ها و کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شوند.
ویژگی‌ها
- مناسب برای استفاده کوتاه‌مدت
- تخریب تحت تأثیر اکسیژن و نور
- زمان‌بندی تخریب قابل تنظیم با توجه به شرایط محیطی
2.Hydro-biodegradable (هیدرو-زیست‌تخریب‌پذیر)
پلاستیک‌های هیدرو-زیست‌تخریب‌پذیر (Hydro-biodegradable) در شرایط مرطوب یا در تماس با آب شروع به تجزیه می‌کنند. این نوع پلاستیک‌ها عمدتاً از پلیمرهای زیستی مانند پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) یا نشاسته ساخته می‌شوند. فرآیند تجزیه ابتدا با تجزیه هیدرولیتیکی (آبکافت) آغاز می‌شود و سپس میکروارگانیسم‌ها آن را به مواد طبیعی مانند آب، دی‌اکسید کربن، و بیوماس تجزیه می‌کنند.
ویژگی‌ها
- تجزیه سریع‌تر در محیط‌های مرطوب یا کمپوست
- ساخته شده از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته و PLA
- مناسب برای بسته‌بندی‌های مواد غذایی، ظروف یکبار مصرف و سایر محصولات زیست‌محیطی
پلیمرهای مورد استفاده در ساخت بسته بندی‌های زیست تخریب‌پذیر
1.پلیمرهای طبیعی: پلیمرهای طبیعی از منابع زیستی و تجدیدپذیر مانند گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها به دست می‌آیند. این پلیمرها به طور طبیعی در محیط تجزیه شده و به مواد بی‌ضرر مانند دی‌اکسید کربن، آب و بیوماس تبدیل می‌شوند. از مهم‌ترین پلیمرهای طبیعی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- نشاسته ترموپلاستیک (TPS): از منابع گیاهی مانند ذرت، سیب‌زمینی و تاپیوکا استخراج می‌شود و برای تولید بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر، کیسه‌های پلاستیکی و ظروف استفاده می‌شود.
- سلولز: یکی از فراوان‌ترین پلیمرهای طبیعی است که از دیواره‌های سلولی گیاهان به دست می‌آید و در تولید فیلم‌های بسته‌بندی و محصولات حفاظتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات (PHA): یک پلیمر طبیعی است که توسط میکروارگانیسم‌ها در فرایند تخمیر تولید می‌شود و برای ساخت بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر و محصولات بهداشتی به کار می‌رود.
2.پلیمرهای ترکیبی: پلیمرهای ترکیبی، پلیمرهایی هستند که از طریق فرآیندهای شیمیایی و سنتز با استفاده از مواد زیستی یا ترکیبی از مواد زیستی و مشتقات نفتی ساخته می‌شوند. این پلیمرها از لحاظ ساختاری شبیه پلیمرهای نفتی هستند اما قابلیت تجزیه‌پذیری بیشتری دارند.
- پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA): یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر است که از منابع گیاهی مانند ذرت و نیشکر به‌دست می‌آید. PLA در تولید بسته‌بندی‌های مواد غذایی، ظروف یکبار مصرف و فیلم‌های کشاورزی استفاده می‌شود.
- پلی‌بوتیلن‌سوکسینات (PBS): این پلیمر ترکیبی از مواد زیستی و نفتی است که در تولید کیسه‌های پلاستیکی و فیلم‌های بسته‌بندی کاربرد دارد.
- پلی‌کاپرولاکتون (PCL): یک پلیمر سنتزی که به دلیل قابلیت تجزیه در کمپوست و استفاده در محصولات پزشکی و بسته‌بندی‌های خاص شناخته می‌شود.
کاربرد پلاستیک زیست تخریب پذیر در صنایع تولید پلاستیک
1.بسته‌بندی‌های مواد غذایی: پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر مانند PLA و PHA در تولید بسته‌بندی‌های مواد غذایی، فیلم‌های بسته‌بندی، و ظروف یکبار مصرف استفاده می‌شوند. این بسته‌بندی‌ها نه تنها ایمنی مواد غذایی را حفظ می‌کنند، بلکه در محیط زیست به سرعت تجزیه می‌شوند.
2.کیسه‌های پلاستیکی: پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر در تولید کیسه‌های خرید و زباله و کیسه‌های کشاورزی کاربرد دارند. این کیسه‌ها پس از استفاده به سرعت تجزیه می‌شوند و اثرات مضر پلاستیک‌های معمولی را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهند.
3.صنعت کشاورزی: در صنعت کشاورزی، از فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر برای پوشش خاک (مالچ) و حفظ رطوبت استفاده می‌شود. این فیلم‌ها پس از استفاده به راحتی در خاک تجزیه می‌شوند و نیازی به جمع‌آوری یا دفع آن‌ها وجود ندارد.
4.صنایع پزشکی: پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر در تولید تجهیزات پزشکی مانند نخ‌های بخیه، ایمپلنت‌ها و بسته‌بندی‌های دارویی و تولید بطری دارو و... استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل ایمنی و قابلیت تجزیه در بدن یا محیط، جایگزین مناسبی برای مواد پلیمری سنتی در این صنعت هستند.
5.صنایع بهداشتی و آرایشی: بسیاری از محصولات و بطری های آرایشی و بهداشتی از جمله بسته‌بندی‌های کرم، شامپو و محصولات بهداشتی یکبار مصرف با استفاده از پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر تولید می‌شوند.
تفاوت تولید مواد پلاستیکی تحریب پذیر با مواد پلاستیک های نفتی
1.مواد اولیه
پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر: این نوع پلاستیک‌ها معمولاً از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته، ذرت، نیشکر، و سایر مواد گیاهی ساخته می‌شوند. پلیمرهایی مانند PLA (پلی‌لاکتیک‌اسید) و PHA (پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات) از جمله موادی هستند که از منابع طبیعی به دست می‌آیند.
پلاستیک‌های پرکاربرد (نفتی): این پلاستیک‌ها از مشتقات نفتی و مواد فسیلی مانند پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌استایرن (PS) ساخته می‌شوند. این مواد به دلیل هزینه پایین و فرآیند تولید ساده، به طور گسترده در صنعت استفاده می‌شوند.
2.فرآیند تولید
پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر: تولید این نوع پلاستیک‌ها نیاز به فرآیندهای پیچیده‌تر و پیشرفته‌تری دارد، به‌ویژه در مورد تولید از منابع زیستی. این فرآیندها معمولاً گران‌تر هستند و به تجهیزات خاصی برای پردازش مواد طبیعی نیاز دارند.
پلاستیک‌های پرکاربرد (نفتی): تولید پلاستیک‌های سنتی با استفاده از فرآیندهای پلیمری مرسوم مانند اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و بادی انجام می‌شود که در مقایسه با پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر است.
3.تجزیه پذیری
پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر: این پلاستیک‌ها پس از استفاده، تحت شرایط طبیعی یا کمپوست صنعتی در مدت زمان کوتاه‌تری تجزیه می‌شوند و به مواد بی‌ضرری مانند آب، دی‌اکسید کربن و بیوماس تبدیل می‌شوند. بنابراین، اثرات زیست‌محیطی کمتری دارند.
پلاستیک‌های پرکاربرد (نفتی): پلاستیک‌های نفتی سنتی به مرور زمان تجزیه نمی‌شوند و به قطعات وحتی ذرات ریز میکروپلاستیکی تبدیل می‌شوند که صدها سال در طبیعت باقی می‌مانند و آلودگی محیط زیستی شدیدی ایجاد می‌کنند.
4.ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی
پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر: این پلاستیک‌ها به طور کلی مقاومت مکانیکی و حرارتی پایین‌تری نسبت به پلاستیک‌های سنتی دارند و برای استفاده‌های محدودتر و کوتاه‌مدت مناسب هستند. از آن‌ها بیشتر در تولید محصولات یکبار مصرف مانند ظروف غذا و کیسه‌ها استفاده می‌شود.
پلاستیک‌های پرکاربرد (نفتی): این نوع پلاستیک‌ها مقاومت بالا در برابر دما، رطوبت و فشار دارند و برای تولید محصولات دائمی و مقاوم مانند قطعات خودرو، لوازم خانگی، و بسته‌بندی‌های محکم استفاده می‌شوند.
5.هزینه تولید
پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر: هزینه تولید این نوع پلاستیک‌ها معمولاً بالاتر است، زیرا مواد اولیه آن‌ها از منابع طبیعی و فرآیندهای زیستی به دست می‌آیند که اغلب پیچیده و زمان‌بر هستند.
پلاستیک‌های پرکاربرد (نفتی): به دلیل وفور منابع نفتی و تکنولوژی‌های پیشرفته تولید، هزینه تولید پلاستیک‌های نفتی و رایج بازار کمتر است و به همین دلیل به صورت گسترده‌تر در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.
تفاوت زیست تخریب پذیر در مقابل کمپوست پذیر
پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و کمپوست‌پذیر هر دو به عنوان راه‌حل‌های دوست‌دار محیط زیست شناخته می‌شوند، اما تفاوت‌هایی مهم بین آن‌ها وجود دارد.
زیست‌تخریب‌پذیر به موادی اطلاق می‌شود که تحت تأثیر میکروارگانیسم‌ها، نور، اکسیژن یا رطوبت به تدریج تجزیه شده و به مواد طبیعی مانند آب، دی‌اکسید کربن و بیوماس تبدیل می‌شوند.
این فرایند ممکن است زمان‌بر باشد و شرایط خاصی نداشته باشد. با این حال، پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر ممکن است به قطعات ریزتری تبدیل شوند که مدت بیشتری در طبیعت باقی بمانند.
کمپوست‌پذیر به موادی گفته می‌شود که نه تنها زیست‌تخریب‌پذیر هستند، بلکه به‌طور کامل در شرایط کمپوست صنعتی یا خانگی تجزیه می‌شوند و به مواد مغذی برای خاک تبدیل می‌گردند.
پلاستیک‌های کمپوست‌پذیر نیاز به شرایط خاصی مانند دما، رطوبت، و حضور میکروارگانیسم‌های مناسب دارند تا در مدت کوتاه‌تری تجزیه شوند. بنابراین، در حالی که هر دو ماده به محیط زیست آسیب کمتری می‌زنند، پلاستیک‌های کمپوست‌پذیر به عنوان یک گزینه بهتر شناخته می‌شوند، زیرا محصولات جانبی مفیدی برای خاک تولید می‌کنند.
نتیجه گیری
در پایان و در نتیجه، استفاده از پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر به عنوان یک راه‌حل پایدار برای چالش‌های زیست‌محیطی ناشی از آلودگی پلاستیکی، به‌ویژه در صنایع مختلف، اهمیت بالایی دارد. این نوع پلاستیک‌ها، که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر تولید می‌شوند، قادر به تجزیه در شرایط محیطی مختلف هستند و به کاهش زباله‌های پلاستیکی و تأثیرات منفی آن‌ها بر محیط زیست کمک می‌کنند.
همچنین، تنوع در پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر و قابلیت انطباق آن‌ها با نیازهای مختلف صنایع، فرصت‌های جدیدی برای نوآوری و توسعه پایدار ایجاد می‌کند. با توجه به افزایش آگاهی عمومی درباره مسائل زیست‌محیطی و تأثیرات منفی پلاستیک‌های سنتی، انتظار می‌رود که تقاضا برای پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر در آینده افزایش یابد.
در نهایت، پذیرش این نوع پلاستیک‌ها نه تنها به حفظ منابع طبیعی و بهبود کیفیت زندگی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند حرکت به سمت یک آینده پایدارتر و سالم‌تر برای همه ما باشد.
