Описание проекта
Производство биоразлагаемой упаковки является одним из ключевых направлений в современной индустрии, отвечающим на растущий запрос общества и бизнеса на экологически устойчивые решения. Оно нацелено на создание материалов, которые способны разлагаться естественным путем под воздействием микроорганизмов, возвращаясь в природный цикл и не нанося вреда окружающей среде.
Сырье и материалы для биоразлагаемой упаковки
Основой для биоразлагаемой упаковки служат как природные, так и синтезированные полимеры, обладающие способностью к биологическому разложению:
• Природные полимеры:
• Крахмал: Извлекается из кукурузы, картофеля, тапиоки. Упаковка из крахмала может быть использована для одноразовой посуды, пакетов.
• Целлюлоза: Получается из древесины, хлопка. Используется для производства бумаги, картона, а также целлофана (восстановленная целлюлоза).
• Лигнин: Побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности, перспективный для создания композитных материалов.
• Хитин/Хитозан: Извлекается из панцирей ракообразных, обладает биосовместимостью и антибактериальными свойствами.
• Белки: Соевый белок, казеин (молочный белок) могут быть использованы для создания съедобных или биоразлагаемых пленок.
• Биопластики (биоразлагаемые):
• Полимолочная кислота (PLA): Один из самых распространенных биопластиков, производится из растительного сырья (кукуруза, сахарный тростник). Используется для изготовления бутылок, контейнеров, пленок.
• Полигидроксиалканоаты (PHA): Производятся бактериями в процессе ферментации. Обладают хорошими барьерными свойствами, пригодны для упаковки пищевых продуктов.
• Полибутилен сукцинат (PBS): Синтезируется из янтарной кислоты (может быть биогенного происхождения) и 1,4-бутандиола. Обладает хорошей термостойкостью и механическими свойствами.
• Сополимеры крахмала: Смеси крахмала с другими биоразлагаемыми полимерами для улучшения свойств.
▌2. Процесс производства
Производство биоразлагаемой упаковки во многом схоже с традиционными методами переработки пластика, но имеет свои особенности, зависящие от типа сырья:
1. Сбор и подготовка сырья:
• Для растительных полимеров: выращивание и сбор сельскохозяйственных культур (кукуруза, сахарный тростник), извлечение крахмала, целлюлозы или сахаров.
• Для биосинтезированных полимеров (например, PHA): культивирование микроорганизмов в биореакторах, ферментация и выделение полимера.
2. Синтез/Модификация полимеров:
• Сахара преобразуются в молочную кислоту, которая затем полимеризуется в PLA.
• Природные полимеры могут быть модифицированы для улучшения их свойств (например, пластификация крахмала).
3. Формование и переработка: Полученные гранулы или пленки биоразлагаемых материалов подвергаются стандартным методам обработки:
• Экструзия: Для производства пленок, листов, труб.
• Литье под давлением: Для создания контейнеров, крышек, столовых приборов.
• Термоформование: Для изготовления лотков, стаканчиков из листов.
• Выдувное формование: Для производства бутылок.
• Прессование: Для волокнистых материалов.
4. Дополнительная обработка:
• Нанесение биоразлагаемых покрытий (например, на бумажную упаковку для придания барьерных свойств).
• Печать (используя водорастворимые или биоразлагаемые чернила).
• Ламинирование (с использованием биоразлагаемых клеев).
• Резка, склеивание, формирование готовых изделий.
5. Контроль качества: Оценка механических свойств, барьерных характеристик, термостойкости и, самое главное, подтверждение способности к биологическому разложению в соответствии с международными стандартами (например, компостируемость по EN 13432).
▌3. Преимущества и вызовы
Преимущества:
• Экологичность: Снижение загрязнения окружающей среды, поскольку материалы разлагаются на безвредные компоненты (вода, CO2, биомасса).
• Снижение зависимости от ископаемого сырья: Многие биоразлагаемые материалы производятся из возобновляемых материалах
