Bioplastice: tipuri de biopolimeri și aplicații
Bioplastica sau biopolimerul s-a dovedit a fi alternativa viitorului, dar are și dezavantaje. A intelege
Bioplasticele, sau biopolimerii, nu sunt doar materiale plastice biodegradabile și compostabile realizate din materiale naturale. Denumirea „bioplastic” se referă și la materialele plastice produse din surse neregenerabile, precum petrolul, dar care se biodegradează, și la materialele plastice produse din surse regenerabile, precum plantele, dar care nu se biodegradează.
- Cunoașteți tipurile de plastic
Având în vedere că practic tot plasticul produs vreodată de omenire încă există și că în fiecare an aproximativ o treime din plasticul produs poluează direct pământul, oceanul și intră în lanțul trofic, bioplasticul, în special cel biodegradabil, s-a dovedit a fi o alternativă pentru dezvoltarea umanității.
- Înțelegeți impactul asupra mediului al deșeurilor de plastic asupra lanțului alimentar
Tipuri de bioplastice
Poliamidă bioplastică (PA)
Poliamida (PA) este un bioplastic fabricat din biomasă, dar poate fi făcută și din petrol. Avantajul bio-poliamidei este că este fabricată din surse regenerabile și poate fi produsă din ulei de ricin.
Cu toate acestea, poliamidă, care se mai numește nailon, foarte prezentă în țesăturile de îmbrăcăminte, accesorii și tapițerie, nu este biodegradabilă, nici măcar în varianta sa produsă din biomasă.
- Care este impactul asupra mediului al producției de îmbrăcăminte? Înțelegeți și aflați despre alternative
Bioplasticul poliamidic poate fi produs și din ulei de ricin, dar un dezavantaj este utilizarea redusă a terenului, necesitând o suprafață relativ mare pentru a produce cantitatea necesară de materie primă (care poate concura cu spațiul pentru producția de alimente).
- Ulei de ricin: cum se folosește și beneficiile sale
O altă problemă este că nailon nu este încă reciclabil.
Bioplastic adipat de polibutilenă tereftalat (PBAT)
Adipatul de tereftalat de polibutilenă, numit și „poliburat”, este unul dintre tipurile de bioplastice produse din petrol, dar este biodegradabil și compostabil. Proprietățile sale permit poliburatului să înlocuiască polietilena de joasă densitate, un plastic produs din petrol care nu este biodegradabil.
Bioplasticul poliburat poate fi utilizat în principal în producția de pungi. Dar are dezavantajul că necesită o sursă neregenerabilă.
Polibutilensuccinat (PBS) bioplastic
Polibutilensuccinat (PBS) este un tip de bioplastic care poate fi 100% biodegradabil și biodegradabil în condiții industriale. Acest tip de bioplastic este utilizat în mod normal în ustensile care necesită o capacitate de toleranță la temperaturi ridicate (100°C până la 200°C).
Este un bioplastic cristalin și flexibil. Acidul succinic, baza biologică a producției de PBS, este fabricat din surse regenerabile și ajută la reducerea amprentei de carbon. Calculele arată că emisiile de gaze cu efect de seră (GES) pot fi reduse cu 50% până la 80% în comparație cu plasticul pe bază de fosile. Acidul succinic are si avantajul de a capta CO2.
- Ce sunt gazele cu efect de seră
- Ce este amprenta de carbon?
Bioplastic cu acid polilactic (PLA)
Poliacidul lactic (PLA) este un bioplastic produs din bacterii. În acest proces, ei produc acid lactic prin procesul de fermentație a legumelor bogate în amidon, cum ar fi sfecla, porumb și manioc (printre altele). Bioplastica PLA poate fi utilizată în ambalaje alimentare, ambalaje cosmetice, pungi de piață de plastic, sticle, pixuri, pahare, capace, tacâmuri, borcane, pahare, tăvi, farfurii, filme pentru producția de tuburi, filamente de imprimare 3D, dispozitive medicale, non- țesături, printre altele.
PLA este biodegradabil, reciclabil mecanic și chimic, biocompatibil și bioabsorbabil. În comparație cu materialele plastice petroliere convenționale, cum ar fi polistirenul (PS) și polietilena (PE), care durează între 500 și 1000 de ani pentru a se degrada, PLA câștigă treptat, deoarece degradarea sa durează șase luni până la doi ani. Iar atunci când este aruncat în mod corespunzător, se transformă în substanțe inofensive, deoarece este ușor degradat de apă.
Dezavantajul este că PLA este un plastic scump de produs și compostarea lui are loc doar în condiții ideale. O altă problemă este că standardele americane și braziliene permit amestecarea PLA cu alte tipuri de materiale plastice nebiodegradabile, care, în ciuda îmbunătățirii calităților lor în ceea ce privește utilizarea, dăunează calității acestora din punct de vedere al mediului.
- PLA: plastic biodegradabil și compostabil
Dar nu ar trebui să-l confundăm cu amidonul plastic, cunoscut sub numele de amidon termoplastic, deoarece în procesul de producție PLA, amidonul este folosit pur și simplu pentru a ajunge la acid lactic. Spre deosebire de plasticul termoplastic cu amidon, care are amidonul ca materie primă principală. Dintre aceste două tipuri, PLA este avantajos pentru că este mai rezistent și arată mai mult ca un plastic normal, pe lângă faptul că este 100% biodegradabil (dacă are condiții ideale).
Bioplastice fabricate din alge
Compania Algix dezvoltă un input important pentru producerea de bioplastice: biomasa de alge. Producția excesivă de alge ca urmare a poluării a fost o problemă semnificativă care apare din cauza eutrofizării (pentru a înțelege mai bine acest subiect aruncați o privire la articolul: „Ce este eutrofizarea?”). În producția de biomasă de alge pentru dezvoltarea bioplasticului, se realizează creșterea combinată a peștelui (pentru consum) și a algelor. Avantajele acestor tipuri de bioplastice sunt posibilitatea lor de biodegradare, originea surselor regenerabile, costul redus de producție și neconcurența cu terenurile arabile.
Coaja de creveți bioplastic
Cojile de creveți, care reprezintă un deșeu major al industriei alimentare și abundente în Marea Britanie, sunt folosite pentru dezvoltarea bioplasticelor.
Ideea este de a folosi acest tip de bioplastic pentru producerea pungilor de cumpărături și a ambalajelor alimentare.
Pe lângă faptul că este o sursă regenerabilă, acest tip de bioplastic este biodegradabil, reutiliza deșeurile industriale și are și proprietăți antimicrobiene, antibacteriene și biocompatibile, ceea ce reprezintă un avantaj pentru ambalarea alimentelor și medicamentelor.
Dar poate că aceasta nu este o idee bună pentru cei care sunt adepți la filozofia vegană.
- Filosofia vegană: cunoașteți-vă și puneți-vă întrebările
Bioplastic polihidroxialcanoat (PHA).
Bioplasticele polihidroxialcanoate (PHA) pot fi produse în diferite moduri de tulpini specifice de bacterii. În primul caz, bacteriile sunt expuse unui aport limitat de nutrienți esențiali, cum ar fi oxigenul și azotul, care favorizează creșterea PHA - granule de plastic - în interiorul celulelor lor, ca rezerve alimentare și de energie.
Un alt grup de bacterii care nu necesită limitarea nutrienților pentru producția de PHA îl acumulează în perioadele de creștere rapidă. PHA din ambele grupuri poate fi apoi colectat sau, înainte de colectare, poate fi sintetizat în diferite forme chimice prin inginerie genetică.
Inițial, comercializarea PHA a fost îngreunată de costurile ridicate de producție, randamentele scăzute și disponibilitatea limitată, făcându-l incapabil să concureze cu materialele plastice de origine petrochimică.
Cu toate acestea, au fost descoperite anumite bacterii care sunt capabile să producă PHA dintr-o varietate de surse de carbon, inclusiv apa reziduală, uleiuri vegetale, acizi grași, alcani și carbohidrați simpli. Acest lucru îi sporește foarte mult avantajele - de exemplu, utilizarea materialelor reziduale ca sursă de carbon pentru producția de PHA ar avea dublu beneficiu de a reduce costul PHA și de a reduce costul de eliminare a deșeurilor.
În 2013, o companie americană a anunțat că a rafinat în continuare procesul, eliminând nevoia de zaharuri, uleiuri, amidon sau celuloză, folosind un „biocatalizator” derivat din microorganisme care transformă aerul amestecat cu gaze cu efect de seră precum metanul sau dioxidul de carbon, în bioplastic .
Studiile ulterioare preiau genele acestor bacterii și le introduc în tulpinile de porumb, care apoi cresc bioplasticul în propriile celule. Totuși, această producție se bazează pe tulpini de porumb modificate genetic; iar transgenia a fost o temă asociată frecvent cu lipsa de respect pentru Principiul Precauției, printre alte probleme. Puteți înțelege mai bine această temă aruncând o privire la articolele: „Mediul solicită atenție la principiul precauției” și „Porumbul transgenic: înțelegeți riscurile și beneficiile”.
PHA este complet biodegradabil în anumite condiții, este non-toxic și poate fi utilizat într-o gamă largă de aplicații, de la ambalaje alimentare la implanturi medicale.
Bioplastic pică înăuntru
Principalele bioplastice, sau biopolimeri, pică înăuntru sunt bio-polietilena (PE), bio-polipropilena (PP), bio-polietilena terfalat (PET) si clorura de polivinil (PVC).
Tu drop-in-uri sunt bioplastice realizate integral sau parțial pe bază de bio, dar nu sunt biodegradabile; sunt versiuni hibride ale materialelor plastice tradiționale. Ele se deosebesc de plasticele convenționale - realizate 100% din petrol - doar în raport cu baza de materie primă parțial regenerabilă, păstrând aceeași funcționalitate.
Bioplastice pică înăuntru majoritatea produse sunt bio-PET bazate parțial pe materie primă biologică și reprezintă deja aproximativ 40% din capacitatea globală de producție a bioplasticelor.
Multe tipuri de materiale plastice convenționale, cum ar fi PE, PP și PVC, pot fi fabricate din resurse regenerabile, cum ar fi bioetanolul.
Un exemplu popular de plastic pică înăuntru este Sticla de plante, folosit de unul dintre cei mai importanți producători de băuturi răcoritoare din lume. Sticla folosește 30% din materiale vegetale la fabricarea sa, păstrând aceleași caracteristici ca sticla tradițională și fiind complet reciclabilă. În timp, componenta regenerabilă a sticlei este de așteptat să crească, în timp ce materialele pe bază de combustibili fosili vor scădea.
Tu drop-in-uri sunt grupul de bioplastice cu cea mai rapidă creștere. Interesul industriei se bazează pe două puncte principale:
- Tu drop-in-uri au aceleași proprietăți și funcționalități ca și plasticul fabricat din petrol, ceea ce înseamnă că pot fi procesate, utilizate și reciclate în instalațiile existente și urmând aceleași rute ca și plasticul convențional, ceea ce reduce nevoia de infrastructură nouă sau suplimentară și reduce costurile la toate nivelurile.
- Baza regenerabilă (sau parțial regenerabilă) a acestor produse reduce amprenta de carbon și, în același timp, reduce costurile de producție.
În Brazilia, producția de PE din biocombustibil este similară cu drop-in-uri, dar plasticul este adesea numit „plastic verde”.
- La urma urmei, ce este plasticul verde?
Problema bioplasticelor obținute din biocombustibili este că ele concurează pentru spațiu cu terenuri care ar putea fi folosite pentru producția de alimente și nu sunt încă biodegradabile. Sunt prezente în cele mai diverse tipuri de materiale precum ambalaje, dispozitive electronice, cosmetice, echipamente medicale, jucării, produse de igienă, printre altele; și, dacă scapă în mediu - în principal sub formă de microplastic - pot provoca daune semnificative pe termen scurt și lung.
- Există microplastice în sare, alimente, aer și apă
Deșeuri organice Bioplastic
V-ați imaginat vreodată că ar fi posibil să se producă biopolimeri folosind deșeuri organice ca materie primă? Exact asta Bioplastice cu ciclu complet a reușit să facă: să producă bioplastice din deșeuri organice.
Ideea este reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră produse prin descompunerea deșeurilor organice, a treia cea mai mare sursă de producere a gazelor cu efect de seră antropice.
Bioplasticul polihidroxialcanoat (PHA) este produs din bacterii nemodificate genetic și deșeuri organice și poate înlocui o gamă largă de materiale plastice sintetice. Acest tip de bioplastic este încă compostabil și degradabil. Un alt avantaj este că, din punct de vedere al costurilor, este competitiv cu materialele plastice de origine petrochimică.
Polietilen furanoat (PEF) bioplastic
Furanoatul de polietilenă (PEF) este un bioplastic comparabil cu PET. Este realizat din materie primă 100% biologică și are proprietăți termice și mecanice mai bune decât PET-ul. Biopolimerii PEF sunt ideali pentru ambalarea bauturilor racoritoare, apei, bauturilor alcoolice, sucuri de fructe, alimente si produse nealimentare. Cu toate acestea, există o gamă largă de alte aplicații, cum ar fi fibrele și alți polimeri, cum ar fi poliamida și poliesterul.
În producția de bioplastice PEF, zaharurile pe bază de plante sunt transformate în materiale precum acidul furandicarboxilic (FDCA), care este utilizat în producția de polimeri pentru industria ambalajelor.
Dezavantajul acestui tip de bioplastic este același ca orice altă producție care depinde de plantație ca input: concurența cu suprafețele plantate.
Este bioplastica soluția?
Chiar dacă au potențialul de a fi alternative mai curate la plasticul convențional, bioplasticurile produc, de asemenea, impact asupra mediului în timpul producției lor și nu reprezintă o garanție a biodegradabilității sau a reciclării.
Pe lângă implementarea bioplasticelor, pentru ca o societate să se dezvolte pe linia durabilității, este necesară regândirea consumului. Odată cu dezvoltarea bioplasticului, este necesar să se reducă consumul, să crească reutilizarea și reciclarea plasticului. Aceste acțiuni sunt în conformitate cu ceea ce predică economia circulară.
Alte alternative le plac mai bine desene care să permită performanțe mai bune din plastic sunt, de asemenea, necesare. Acțiunile propuse de Fundația Ellen MacArthur ele îndeplinesc și ideea de întoarcere circulară a plasticului. Pentru a înțelege mai bine această temă, aruncați o privire la articolele: „Noua economie a plasticului: inițiativa care regândește viitorul materialelor plastice” și „Ce este economia circulară?”.
Eliminați corect și aveți o atitudine de cetățean
Pentru a reduce deșeurile de plastic consumate, primul pas este practicarea consumului conștient, adică regândirea și reducerea consumului. Te-ai gândit vreodată câte materiale plastice de prisos folosim zilnic, care ar putea fi evitate?
Pe de altă parte, atunci când nu se poate evita consumul, soluția este să optezi pentru un consum cât mai sustenabil și pentru reutilizare și/sau reciclare. Dar nu totul este reutilizabil sau reciclabil. În acest caz, efectuați corect eliminarea. Verificați care puncte de colectare sunt cele mai apropiate de casa dvs. pe motorul de căutare gratuit activat Portalul eCycle .
Dar amintiți-vă: chiar și cu eliminarea corectă este posibil ca plasticul să scape în mediul înconjurător, așa că consumați cu conștientizare.
Pentru a afla cum să reduceți consumul de materiale plastice, aruncați o privire la articolul: „Cum să reduceți deșeurile de plastic în lume? Consultați sfaturi esențiale”.
Pentru a afla cum să consumi mai sustenabil, vezi articolul: „Ce este consumul sustenabil?”. Faceți-vă amprenta mai ușoară.