Totuus biomuoveja

Biomuoveja ovat usein mainostetut on ympäristöystävällinen, mutta he eivät elää jopa hype?

maailma on valmistettu yli yhdeksän miljardia tonnia muovia 1950-luvulta lähtien., 165 miljoonaa tonnia se on sotkivat meressä, jossa lähes 9 miljoonaa tonnia kirjoittamalla valtamerten vuosittain. Koska vain noin 9 prosenttia muovi kierrätetään, paljon muualla saastuttaa ympäristöä tai istuu kaatopaikoille, jossa se voi kestää jopa 500 vuotta hajota, kun huuhtoutuminen myrkyllisiä kemikaaleja maahan.

Perinteinen muovi on valmistettu öljypohjaisista raaka-aineista. Jotkut sanovat, biomuoveja—valmistettu 20 prosenttia tai enemmän uusiutuvia raaka—voisi olla ratkaisu muovi saastuminen., Usein mainittu etuja biomuovista ovat vähentäneet fossiilisten polttoaineiden resurssit, pienempi hiilijalanjälki ja nopeampi hajoaminen. Biomuovi on myös vähemmän myrkyllistä, eikä se sisällä bisfenoli A: ta (BPA), hormonihäiritsijää, jota esiintyy usein perinteisissä muoveissa.

Kartik Chandran, professori, Maa-ja ympäristötekniikan Laitos Columbian Yliopistossa, joka on työskennellyt biomuoveja, uskoo, että verrattuna perinteisiin muovit, ”biomuoveja on merkittävä parannus.,”

kuitenkin käy ilmi, että bioplastiikka ei ole vielä Hopealuoti muoviongelmaamme.

kuinka biohajoavia Bioplastiikka on?

koska biomuovista puhuttaessa esiintyy usein sekaannusta, selvennetään ensin joitakin termejä.

• Hajoava – Kaikki muovi ei hajoa, vaikka perinteinen muovi, mutta vain koska se voidaan jakaa pieniä palasia tai jauhetta ei tarkoita materiaalien koskaan palata luontoon. Osa perinteisten muovien lisäaineista saa ne hajoamaan nopeammin., Valodegradoituva muovi hajoaa herkemmin auringonvalossa; oksoa hajoava muovi hajoaa nopeammin altistuessaan kuumuudelle ja valolle.
• biohajoava muovi voidaan oikeissa olosuhteissa pilkkoa kokonaan vedeksi, hiilidioksidiksi ja kompostiksi. ”Biohajoava” tarkoittaa, että hajoaminen tapahtuu viikoista kuukausiin. Biomuoveja, jotka eivät hajoa biologisesti, jotka nopeasti ovat nimeltään ”kestävä”, ja jotkut biomuoveja valmistetaan biomassasta, joka voi helposti olla jaoteltuna mikro-organismeja pidetään ei-biohajoavia.,
• Kompostoituvat – Kompostoitava muovi ei hajoa biologisesti, komposti sivuston. Mikro-organismeja, murtaa se alas osaksi hiilidioksidia, vettä, epäorgaanisia yhdisteitä ja biomassan samaan tahtiin kuin muiden orgaanisten materiaalien kompostiin, jättämättä jäämiä.

Tyypit Biomuovista

Biomuoveja käytetään nykyisin kertakäyttötuotteita, kuten pakkaukset, kontit, olkea, pussit ja pullot, ja ei-kertakäyttöiset matto -, muovi-putkisto, puhelin kotelot, 3-D tulostus, auto eristys ja lääketieteelliset implantit., Maailman biomuovien markkinoiden ennustetaan kasvavan tänä vuonna 17 miljardista dollarista lähes 44 miljardiin dollariin vuonna 2022.

bioplastioita on kahta päätyyppiä.

PLA (polyaktihappo) valmistetaan tyypillisesti maissitärkkelyksen, kassavan tai sokeriruo ’ on sokereista. Se on biohajoava, hiilineutraali ja syötävä. Muuttaa maissi osaksi muovi -, maissi-ytimet ovat upotettu rikkidioksidin ja kuumaa vettä, jossa sen osat hajoavat osaksi tärkkelystä, proteiinia ja kuitua. Jyvät jauhetaan ja maissiöljy erotetaan tärkkelyksestä., Tärkkelys koostuu pitkistä hiilimolekyyliketjuista, jotka muistuttavat fossiilisista polttoaineista peräisin olevan muovin hiiliketjuja. Jotkut sitruunahapot sekoitetaan muodostaen pitkäketjuisen polymeerin (suuri molekyyli, joka koostuu toistuvista pienemmistä yksiköistä), joka on muovin rakennuspalikka. PLA voi näyttää ja käyttäytyä kuin polyeteeni (käytetty muovi elokuvia, pakkaus ja pullot), polystyreeni (Styroksi ja muovi ruokailuvälineet) tai polypropeeni (pakkaus, auto osat, tekstiilit). Minnesotalainen NatureWorks on yksi suurimmista PLA: ta tuottavista yrityksistä tuotemerkillä Ingeo.,

PHA (polyhydroksialkanoaatti) valmistetaan mikro-organismeista, joskus geneettisesti muunnetuista, jotka tuottavat muovia orgaanisista materiaaleista. Mikrobeilta puuttuvat ravinteet, kuten typpi, happi ja fosfori, mutta niille annetaan runsaasti hiiltä. Ne tuottavat Pha: ta hiilivarastoina, joita ne varastoivat rakeina, kunnes niillä on enemmän muita ravinteita, joita ne tarvitsevat kasvaakseen ja lisääntyäkseen. Yritykset voivat sitten kerätä talteen mikrobien valmistaman PHA: n, jonka kemiallinen rakenne on samanlainen kuin perinteisillä muoveilla., Koska se on biologisesti hajoava eikä vahingoita elävää kudosta, PHA on usein käytetään lääketieteellisissä sovelluksissa, kuten ompeleet, silmukat, luu-levyt ja ihon korvikkeet; sitä käytetään myös kertakäyttöisiä elintarvikkeiden pakkauksissa.

Sivuvaikutuksia Biomuovista Tuotanto

Kun biomuoveja ovat yleensä pidetään enemmän eco-ystävällinen kuin perinteiset muovit, 2010 tutkimuksessa University of Pittsburgh todettiin, että ei ollut välttämättä totta, kun materiaalien elinkaari on otettu huomioon.,

tutkimuksessa vertailtiin seitsemää perinteistä muovia, neljää biomuovia ja yhtä, joka on valmistettu sekä fossiilisista että uusiutuvista lähteistä. Tutkijat todennut, että biomuoveja tuotanto johti suurempia määriä epäpuhtauksia, koska lannoitteita ja torjunta-aineita käytetään kasvaa kasveja ja kemiallinen käsittely piti muuttaa orgaanisen aineksen osaksi muovia. Bioplastiikat lisäsivät myös otsonikerrosta enemmän kuin perinteiset muovit ja vaativat laajaa maankäyttöä., B-PET -, hybridi-muovi, havaittiin korkeimmat mahdolliset myrkylliset vaikutukset ekosysteemeihin ja eniten syöpää, ja teki pahin elinkaaren analyysi, koska se yhdistetään kielteisiä vaikutuksia sekä maatalous-ja kemiallinen käsittely.

Biomuoveja tuottavat merkittävästi vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä kuin perinteiset muovit niiden eliniän aikana. Ei ole nettolisäys hiilidioksidia kun ne hajoavat, koska kasveja, jotka biomuoveja valmistetaan imeytyy, että sama määrä hiilidioksidia, kuin ne kasvoivat., Vuonna 2017 tehdyn tutkimuksen mukaan siirtyminen perinteisestä muovista maissipohjaiseen PLA: han vähentäisi Yhdysvaltain kasvihuonekaasupäästöjä 25 prosenttia. Tutkimuksessa todettiin myös, että jos perinteinen muovia on tuotettu käyttämällä uusiutuvia energialähteitä, kasvihuonekaasujen päästöjä olisi vähennettävä 50 75 prosenttia; kuitenkin, biomuoveja, jotka saattavat tulevaisuudessa olla tuotettu uusiutuvilla energian osoitti eniten lupausta vähentää huomattavasti kasvihuonekaasupäästöjä.,

Muut Ongelmat,

Vaikka biologista hajoavuutta biomuoveja on etu, useimmat tarvitsevat korkean lämpötilan teollinen kompostointi-palvelut ja mukavuudet, jotta murtaa ja hyvin harvat kaupungit ovat infrastruktuuri tarpeen käsitellä niitä. Seurauksena, biomuoveja päätyvät usein kaatopaikoille, missä, vailla happea, ne voivat vapauttaa metaania, kasvihuonekaasu 23 kertaa voimakkaampi kuin hiilidioksidi.

Kun biomuoveja, ei hävittää asianmukaisesti, ne voivat saastuttaa erissä kierrätetystä muovista ja vahingoittaa kierrätys-infrastruktuuri., Jos biomuovista saastuttaa kierrätettyä PET (polyeteenitereftalaatti, yleisin muovi, jota käytetään veden ja sooda pullot), esimerkiksi koko paljon voisi olla hylätty ja päätyvät kaatopaikalle. Erilliset kierrätysvirrat ovat siis tarpeen, jotta biomuovit voidaan hävittää asianmukaisesti.

maa tarvitaan biomuoveja kilpailee elintarviketuotannon kanssa, koska kasveja, jotka tuottavat biomuoveja voidaan käyttää myös ruokkia ihmisiä. Muovi Saastuminen Koalitio hankkeita, jotka vastaamaan kasvavaan maailmanlaajuiseen kysyntään biomuoveja, enemmän kuin 3.,4 miljoonan hehtaarin maa—ala on suurempi kuin Belgia, Alankomaat ja Tanska yhteensä—tarvitaan kasvattaa kasveja vuoteen 2019 mennessä. Lisäksi Maatalouskoneiden pyörittämiseen käytetty maaöljy tuottaa kasvihuonekaasupäästöjä.

Biomuoveja ovat myös suhteellisen kalliita; PLA voi olla 20-50 prosenttia kalliimpia kuin vastaavat materiaalit, koska monimutkainen prosessi, jota käytetään muuntamaan maissia tai sokeriruokoa osaksi rakennusaineita PLA. Hinnat kuitenkin laskevat, kun tutkijat ja yritykset kehittävät tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä strategioita biomuovien tuottamiseksi.,

Jätevedestä, jotta Biomuovista

Kartik Chandran ja Columbia opiskelijat ovat kehittämässä järjestelmiä, tuottaa biologisesti biomuovista alkaen jäteveden ja kiinteän jätteen. Chandran käyttää sekoitettua mikrobiyhteisöä, joka syö hiiltä haihtuvien rasvahappojen, kuten etikkahapon, muodossa.

hänen järjestelmänsä toimii syöttämällä jätevettä bioreaktoriin. Sisällä mikro-organismeja (erillinen muovi-tuottavat bakteerit) muuntaa jätteen orgaanisen hiilen osaksi haihtuvia rasvahappoja., Ulosvirtaus lähetetään sitten toiselle bioreaktorille, jossa muovia tuottavat mikrobit syövät haihtuvia rasvahappoja. Nämä mikrobit ovat jatkuvasti alttiina juhlaa vaihetta seurasi nälänhätä vaihetta, jonka aikana ne varastoivat hiiltä molekyylejä, kuten PHA.

Chandran kokeilee enemmän keskittynyt jätevirtojen, kuten ruokajätettä ja vankka ihmisen jätettä, tuottaa haihtuvia rasvahappoja tehokkaammin. Hänen tutkimuksensa painopiste on sekä Pha-tuotannon maksimoimisessa että jätteen integroimisessa prosessiin. ”Haluamme puristaa niin paljon kuin voimme”, Chandran sanoi.,

Hän uskoo, että hänen integroitu järjestelmä olisi kustannustehokkaampaa kuin menetelmiä käytetään tällä hetkellä tuottamaan biomuovista, joka liittyy ostaa sokerit tehdä PHA. ”Jos et integroida jäteveden tai osoite ruokajätteen haasteita biomuovista tuotantoa, niin tämä on varsin suotuisa ,” sanoi Chandran. ”Koska jos me skaalata ylös ja mennä kaupallisessa tilassa, emme olisi saada maksettu ottaa ruoan jätteet pois ja sitten voisimme saada maksettu tehdä biomuoveja sekä.,”Chandran toivoo voivansa sulkea silmukan niin, että jonain päivänä jätetuotteet toimivat rutiininomaisesti resurssina, joka voidaan muuntaa hyödyllisiksi tuotteiksi, kuten biomuoviksi.

Muita Lupaavia Vaihtoehtoja,

Koko Elinkaaren Biomuoveja Kaliforniassa on myös tuottaa PHA alkaen orgaanista jätettä, kuten ruokajätettä, sadon jäännös, kuten varret ja syötäväksi kelpaamattomat lehdet, puutarha jätteet, ja unrecycled paperi tai pahvi., Käytetään tekemään kassit, astiat, ruokailuvälineet, veden ja shampoo pullot, tämä biomuovista on kompostoitavia, meren hajoavia (mikä tarkoittaa, että jos se päätyy mereen, se voi olla kalaa tai bakteerien ruokaa) ja ei ole myrkyllisiä vaikutuksia. Täysi sykli voi käsitellä PHA: ta elämänsä lopussa ja käyttää sitä neitseellisen muovin valmistamiseen uudelleen.

Pennsylvania-pohjainen Renmatix on hyödyntämällä puumaista biomassaa, energiaheinät ja sadon jäännös sijaan kalliimmiksi ravintokasveja., Sen teknologia erottaa sokerit biomassasta käyttämällä vettä ja lämpöä sen sijaan, happoja, liuottimia tai entsyymien suhteellisen puhdas, nopea ja edullinen prosessi. Sekä sokereita ja ligniiniä biomassasta käytetään rakennuspalikoina biomuoveja ja muita biotuotteita.

Michigan State University, tutkijat yrittävät leikata tuotantokustannuksia biomuovista kautta sinilevien, joka tunnetaan myös nimellä sini-vihreä levä, joka käyttää auringonvaloa tuottaa kemiallisia yhdisteitä, fotosynteesin kautta., Sen sijaan, ruokinta heidän muovi-tuottavien bakteerien sokerit maissista tai sokeriruo ’ on, nämä tutkijat viritetty cyanos jatkuvasti erittää sokeria, että ne luonnollisesti tuottaa. Muovia tuottavat bakteerit kuluttavat sitten cyanojen tuottamaa sokeria, joka on uudelleenkäytettävissä.

Stanfordin Yliopiston tutkijat ja Kalifornia-pohjainen käynnistyksen Mango Materiaalit ovat muuttamassa metaani kaasua jätevedenpuhdistamoiden tai kaatopaikkoja osaksi biomuovista. Metaania syötetään muovia tuottaville bakteereille, jotka muuttavat sen PHA: ksi, jota yhtiö myy muovintuottajille., Sitä käytetään muovikorkkeihin, shampoopulloihin tai biopolyesterikuituihin, jotka voidaan yhdistää vaatteiden luonnonmateriaaleihin. Biomuovi hajoaa takaisin metaaniksi, ja jos se päätyy mereen, meren mikro-organismit voivat pilkkoa sitä luonnostaan.

Bathin yliopiston kestävän teknologian keskus valmistaa polykarbonaattia sokereista ja hiilidioksidista käytettäväksi pulloissa, linsseissä ja pinnoitteissa puhelimissa ja DVD-levyissä. Perinteinen polykarbonaattimuovi valmistetaan BPA: lla (kielletty käyttö tuttipulloissa) ja myrkyllisellä kemiallisella fosgeenilla., Kylpytutkijat ovat löytäneet halvemman ja turvallisemman tavan tehdä se lisäämällä hiilidioksidia sokereihin huoneenlämmössä. Maaperän bakteerit voivat hajottaa biomuovin hiilidioksidiksi ja sokeriksi.

Ja sitten on niitä, kehitetään innovatiivisia tapoja korvata muovi kokonaan. Japanilainen muotoiluyhtiö AMAM valmistaa agarista valmistettuja pakkausmateriaaleja punaisissa merilevissä. US Department of Agriculture on kehittää biohajoavia ja syötävät elokuva maidon proteiini kaseiini kääri ruokaa; se on 500 kertaa parempi pitämään ruoka tuore kuin perinteinen muovi elokuva., Ja New York-pohjainen Ecovative käyttää rihmasto, kasvullisen aluevaltaus osa sieni tehdä Sieni Materiaaleja, biohajoavia pakkausmateriaaleja, laattoja, ruukkuja ja enemmän.

Juuri nyt, se on vaikea väittää, että biomuoveja ovat ympäristöystävällisempiä kuin perinteiset muovit, kun kaikissa niiden elinkaaren katsotaan: maankäytön, torjunta-aineita ja rikkakasvien torjunta-aineet, energian kulutus, vedenkäyttö, kasvihuonekaasupäästöt ja metaanin päästöt, biohajoavuus, kierrätettävyys ja enemmän., Mutta tutkijat ympäri maailmaa työskentelevät kehittää vihreämpää lajikkeita ja tehokkaampia tuotantoprosesseja, biomuoveja ei pidä luvata auttaa vähentämään muovia pilaantumista ja vähentää hiilijalanjälkeämme.