將農業廢物轉化為環保型塑料

在意大利的古代港口熱那亞，在Istituto Italiano di Tecnologia（IIT）的實驗室表，覆蓋著綠色，棕色和橙色堆的粉末可能會提醒印度霍利，印度的顏色節。但這是關于將可生物降解塑料從農業廢物中制作生物降解的塑料的尖端研究場景，這是一個貧困管理在印度的差的組成部分是空氣污染的根本原因。

這些來自水果和蔬菜廢物的這些粉末是由Giovanni Perotto，Ilker Bayer和Athanassia Athanassiou組成的團隊的IIT Genoa智能材料實驗室部分的研究人員制造的生物塑料原料。

生物塑料源自可再生，植物的來源，如植物植物和油，木屑等，并且是化石燃料衍生塑料的潛在替代品。

在IIT Genoa，研究人員使用環保水基方法將這些粉末轉變為不同靈活性和機械強度的生物塑料。

因此，雖然亮綠色粉末歐芹和菠菜莖變得柔軟且可伸縮的塑料薄膜，但米殼產生更強大，更柔軟的生物塑料版本。

“我們的主要方法是使用農業的廢物，如水果和蔬菜皮，水果和蔬菜的不可食用部分和未售出的水果和蔬菜。我們已經與熱那亞的中央蔬菜市場以及其他生產者建立了強有力的合作，“智能材料實驗室的團隊領導者隊長Despina Fragoul說。

“我們開發了一種技術為直接轉型的無法進入生物塑料進入生物塑料的技術，”Fragouli說。

碎片討論了與包括這個蒙大巴 - 印度記者在內的科學記者致辭委員會的環保智能材料研究，在統一于2019年7月舉行的世界科學記者會議上組織。

IIT開發的技術，熱那亞呼吸新的生命，進入富含纖維素的蔬菜和水果垃圾，并與循環經濟的想法對齊，其中循環經濟，元素的策略推動資源利用。

從粉末到塑料

這些生物塑料被促進為可生物降解和環保，可以兩種方式生產，包括水基過程。

“首先，我們將農業廢物粉末與可變量的生物聚合物材料混合，然后我們通過在工業中廣泛應用的過程制造物體，如熔融擠出，注塑或模具鑄造，”顱骨告訴Mongabay-India后續電子郵件。

“農業廢物組分的量可以在生物復合材料中達到70-80％重量。因此，在最終復合材料中，非常少量的聚合物實際上是用作將粉末顆粒保持在一起的膠水，“顱骨說。

在第二種方法中，廢粉末簡單地與所定義的pH的特定溶劑或水混合而不加入任何其他組分。

“溶劑”攻擊“并破壞廢物纖維素組分的結晶度，導致均勻的溶液，并且在鑄造和溶劑蒸發之后，形成均勻的塑料薄膜，”顱骨表示。

它可能需要幾分鐘到幾個小時到達最終產品。

取決于植物物種，生物聚合物顯示佩戴機械性能，從脆性和剛性（如稻殼聚合物）到柔軟性和拉伸性（歐芹莖）。

研究人員解釋說，由于制造過程的溫和條件，起始蔬菜的顏色保持在生物塑料中。保留源材料的功能性質，如抗氧化能力甚至氣味。

在抱著生物塑料的圓形斑塊時，一個通知一個精致的香味，讓人想起他們的來源：在一部電影中略帶姜黃，棕色色的生物塑料咖啡的烤面包。

一旦生產，生物塑料可以分解成無毒的副產品。

“塑料以極高的變化率生物化，跨越幾年到幾年。生物塑料分解成低重量和無毒的副產品。我們證明，我們的生物復合材料在垃圾填埋場或甚至在家庭堆肥條件下或甚至在海中是可生物的。生產不是能源密集型，而且它們并不昂貴，“Fropouli說。

生物降解所需的時間取決于環境的溫度和濕度以及塑料成分的性質添加了顱骨。例如，與非晶塑料相比，結晶塑料需要更多時間。

生物塑料可以幫助管理浪費嗎？

印度聚合物科學家Vimal Katiyar看到了使用農業廢物（生物量）來設計潛入的生物塑料系列的機會。他說它可以提高作物浪費的管理。

“看著印度作物燃燒問題的一種方法是使用這些廢物的生物塑料和生物燃料，”Katiyar，即印度印度理工學院可持續聚合物卓越中心的協調員，Guwahati。

Katiyar說：“這也可以與生物犯規理念相結合，這意味著將生物質轉變為能量和其他有益的副產品，包括生物塑料和生物燃料?！?/p>

印度新的和可再生能源部（MNRE）估計，該國每年每年生成約500萬噸農業和農業工業殘留物。這些殘留物中的近百分之七十分為飼料，作為國內和工業部門的燃料和其他經濟目的。

然而，在沒有足夠的情況下，可持續的管理實踐，每年在印度每年都會燃燒大約92公噸的作物廢物（生物量），導致空氣污染。

在印度，關于塑造污染的行動一直處于中央和幾個州政府的關注。但結果各州的結果變化。

有效的解決方案或在綠色洗手時嘗試？

雖然生物塑料被認為是由于生產過程中溫室氣體的排放量低，但它們遠離銀彈到塑料堆積問題。對于一種，生物塑料在制造過程中可以比傳統競爭對手更能能量密集。

此外，關于它們的生物降解性存在懷疑論：它們是否與常規塑料一樣有害。生物塑料也可以比其常規對應物產生相對昂貴。

但Katiyar的原因是，生物塑料的投資值得金錢和時間，因為它們的生物降解得更快，而傳統的塑料在400年內分解。“由于世界各地發生的生產過程的廣泛研究，價格也將下降，”他說。

目前，生物塑料占每年生產約3.2億噸塑料的百分之一。但隨著需求增長和更復雜的材料，應用和產品的新興，市場已經在每年增長。

Katiyar在廣泛采用的生物塑料采用中承認全球三項最緊迫的挑戰。

“雖然生物降解性是一個優勢，但我們需要以安全的方式讓它們在開放環境中分解。通常，該類的一些成功的塑料需要適當的基礎設施，如高溫堆肥設施來降低。其次，它們并不熱穩定。食品包裝的生物塑料必須能夠為氧氣滲透提供屏障，因此食物不會破壞。Katiyar解釋說，市售的可生物降解的塑料不充分實現這一標準。

研究人員和他的同事們采取了這些挑戰，繼續前進。從他們的實驗室中生物降解產品的越來越多的可生物降解產品包括從餐具，家用家具到來自原料的各種生物聚合物（如聚乳酸）的物品，例如木薯廢料和甘蔗汁。

目前，Katiyar和他的團隊正在研究一種制作能夠容易在土壤中崩潰的生物塑料的過程。

“我們的產品也通過了熱飲料測試，可用于儲存熱飲，與大多數生物塑料有關。與工業規模生產的其他可生物降解的塑料制片人相比，生產成本也可能降低。到目前為止，我們一次生產了幾千克可生物降解的塑料，但我們現在正在嘗試每年的噸，“他補充說。