Bionedbrydelige plast

Biologisk nedbrydelig plast er plast, der er i stand til at blive nedbrudt af bakterier eller andre levende organismer.

To grundlæggende klasser af biologisk nedbrydelig plast findes: Bioplastics, hvis komponenter er afledt af fornyelige råstoffer og plast lavet af petrokemikalier med biologisk nedbrydelige additiver, som forbedrer bionedbrydning.

Eksempler på biologisk nedbrydelig plast

  • Mens aromatiske polyestere er næsten fuldstændig resistente over for mikrobielt angreb, de fleste alifatiske polyestere er biologisk nedbrydelige på grund af deres potentielt hydrolyserbare esterbindinger:
    • Naturligt produceret: Polyhydroxyalkanoater som poly-3-hydroxybutyrat, polyhydroxyvalerat og polyhydroxyhexanoate;
    • Vedvarende ressource: Polymælkesyre;
    • Syntetisk: polybutylensuccinat, polycaprolacton ...
  • Polyanhydrider
  • Polyvinylalkohol
  • De fleste af de stivelsesderivater
  • Celluloseestere som celluloseacetat og nitrocellulose og deres derivater.
  • Udvidet bionedbrydelige plast med additiver.

ASTM industriel standard definitioner

I USA, Federal Trade Commission, og EPA er den autoritative organ for bionedbrydelige standarder. EPA bragt til kongressen den 6-pack lovgivning for foto-nedbrydeligt plast, der skal bruges. Diamond form på alle 6-pack indehavere bruges i dag til et symbol på foto-nedbrydning af plast.

ASTM definerer metoder til at teste for bionedbrydelige plast, både anaerobt og aerobt, samt i marine miljøer. Den specifikke underudvalg ansvaret for at føre tilsyn disse standarder falder på Udvalget D20.96 på miljømæssigt nedbrydeligt plast og biobaserede produkter. De nuværende ASTM standarder er defineret som standard specifikationer og standard testmetoder. Standard specifikationer oprette en bestået eller ikke bestået scenarie mens standard testmetoder identificere de specifikke test parametre for at lette specifikke tidsrammer og toksicitet af bionedbrydelige test på plast.

Der er to testmetoder for anaerobe miljøer, de er ASTM D5511-12 eller ASTM D5526 - 12 Standard Test Metode til Bestemmelse anaerob bionedbrydelighed af plastmaterialer under accelererede Deponeringsanlæg Betingelser, er begge af disse tests anvendes til ISO DIS 15985 om fastlæggelse anaerob bionedbrydelighed af plastmaterialer.

Kontrovers

Mange mennesker forveksler "biologisk nedbrydelig" med "komposterbar". "Bionedbrydelig" forstås bredt, at et objekt kan biologisk nedbrydes, mens "komposterbar" typisk angiver, at en sådan proces vil resultere i kompost eller humus. Mange plast producenter i hele Canada og USA har frigivet produkter angivet som værende komposterbare. Men denne påstand kan diskuteres, hvis fabrikanten minimalt var i overensstemmelse med den nu trukket American Society for Testing and Materials standard definition af ordet, som det gælder for plast:

Der er en stor uoverensstemmelse mellem denne definition og hvad man ville forvente fra en baggård kompostering operation. Med inddragelse af "uorganiske forbindelser", den ovenstående definition tillader, at slutproduktet ikke kunne være humus, et organisk stof. Det eneste kriterium ASTM standard definition gjorde skitse er, at en komposterbart plast har at blive "ikke visuelt skelnes" i samme takt som noget, der allerede er etableret som værende komposterbare under den traditionelle definition.

Tilbagetrækning af ASTM D 6002

I januar 2011, ASTM trak standard ASTM D 6002, som mange plast producenter havde henvisninger for at opnå troværdighed i mærkning deres produkter som komposterbare. Den trukket beskrivelse var som følger:

Fra 2014 har ASTM endnu at erstatte denne standard.

Fordele og ulemper

Under passende betingelser kan nogle biologisk nedbrydelig plast nedbrydes til det punkt, hvor mikroorganismer kan fuldstændig metaboliserer dem til kuldioxid. For eksempel kunne stivelsesbaserede bioplast fremstillet af bæredygtige landbrugsmetoder være næsten carbon neutral.

Der er påstande om, at "Oxo Biologisk nedbrydelige" plastposer kan frigive metaller, og kan kræve en hel del tid at nedbryde under visse omstændigheder, og at OBD plast kan producere små fragmenter af plastik, som ikke fortsætter med at nedbrydes til nogen nævneværdig sats uanset miljø. Svaret af oxo-bionedbrydelige Plast Association er, at OBD plast ikke indeholder metaller. De indeholder salte af metaller, som ikke er forbudt ved lov, og er i virkeligheden nødvendigt, da spor-elementer i menneskets kost. Oxo-bionedbrydning af polymer materiale er blevet undersøgt i dybden på Tekniska Forskningsinstitut Sverige og den svenske Universitet Jordbrugsvidenskabelige Fakultet. En peer-reviewed rapport af arbejdet blev offentliggjort i bind 96 af tidsskriftet Polymer Nedbrydning & amp; Stabilitet ved side 919-928, som viser 91% bionedbrydning i en jord miljø inden 24 måneder, når det afprøves i henhold til ISO 17556.

Miljømæssige fordele

Der er meget debat om den samlede kulstof, fossilt brændsel og vandforbruget i fremstilling bioplast fra naturlige materialer og om de er en negativ indvirkning på udbuddet menneskeføde. Det tager 2,65 kg af majs til at lave 1 kg polymælkesyre, de mest almindelige kommercielt komposterbar plast. Siden 270 millioner tons plast er lavet hvert år, ville erstatte konventionelle plast med majs-afledt polymælkesyre fjerne 715 millioner ton fra verdens fødevareforsyning, på et tidspunkt hvor den globale opvarmning reducerer tropisk gård produktivitet. "Selvom amerikansk majs er en yderst produktiv afgrøde, med typiske udbytter mellem 140 og 160 skæpper pr acre, den resulterende levering af fødevarer fra majs system er langt lavere. Dagens majs afgrøde bruges primært til biobrændsel og dyrefoder. Meget af den Resten eksporteres. Kun en lille brøkdel af den nationale majs afgrøde anvendes direkte til mad for amerikanerne, meget af det til high-fructose corn syrup. " -Den Scientific American

Traditionelle plast fremstillet af ikke-fornyelige fossile brændstoffer låse op meget af kulstof i plast, i modsætning til at blive brændt i behandlingen af ​​plast. Carbon er permanent fanget inde i plastik gitter, og er sjældent genanvendt, hvis man undlader at omfatte diesel, pesticider, gødningsstoffer og anvendes til dyrkning af fødevarer forvandlet til plast.

Der er bekymring for, at en anden drivhusgas, metan, kan frigives, når som helst biologisk nedbrydeligt materiale, herunder virkelig biologisk nedbrydelig plast, nedbrydes i en anaerob losseplads miljø. Metan produktion fra 594 administrerede lossepladser miljøer indfanges og anvendes til energi; nogle deponeringsanlæg brænde denne off gennem en proces kaldet flaring at reducere udslip af metan i miljøet. I USA, mest deponerede materialer i dag går ind i lossepladser, hvor de fange metan biogas til brug i rene, billig energi. Forbrænding ikke-biologisk nedbrydelig plast vil frigive kuldioxid så godt. Bortskaffelse af biologisk nedbrydelig plast fremstillet af naturlige materialer i anaerobe miljøer vil resultere i plasten varede i hundreder af år.

Bakterier har udviklet evnen til at nedbryde plast. Det er allerede sket med nylon: to typer nylon spiseforstyrrelser bakterier, Flavobacteria og Pseudomonas, blev fundet i 1975 at have enzymer, der kan nedbryde nylon. Selvom det ikke er en løsning på problemet med bortskaffelse, er det sandsynligt, at bakterier har udviklet evnen til at forbruge kulbrinter. I 2008 en 16-årig dreng angiveligt isoleret to plastik-forbrugende bakterier.

Miljøhensyn og fordele

Ifølge en EPA-rapport 2010, 12,4%, eller 31 millioner tons, af alt kommunalt fast affald er plast. 8,2% af det, eller 2,55 millioner tons, blev genvundet. Der er væsentligt lavere end den gennemsnitlige genvinding procentdel af 34,1%.

En stor del af årsagen til skuffende plast genbrug mål er, at konventionelle plast ofte blandet med organisk affald, hvilket gør det vanskeligt og upraktisk at genbruge den underliggende polymer uden dyre rengøring og desinfektion procedurer.

På den anden side, kompostering af disse blandede organiske er en potentiel strategi for inddrivelse store mængder affald og dramatisk stigende samfund genanvendelse mål. Madrester og vådt, ikke-genanvendeligt papir omfatter 50 millioner tons fast husholdningsaffald. Biologisk nedbrydelig plast kan erstatte de ikke-nedbrydelige plast i disse affaldsstrømme, gør kommunal kompostering et vigtigt redskab til at aflede store mængder ellers nonrecoverable affald fra lossepladser.

Komposterbare plast kombinerer anvendeligheden af ​​plast med evnen til helt og fuldt kompost i et industrielt anlæg kompost. Snarere end at bekymre sig om genanvendelse af et relativt lille mængde sammenblandede plast, fortalere hævder, at certificerede biologisk nedbrydelig plast let kan blandes med andet organisk affald, hvorved kompostering af en meget større stilling nonrecoverable fast affald. Kommerciel kompostering for alle blandede organiske så bliver kommercielt levedygtige og økonomisk bæredygtige. Flere kommuner kan viderestille betydelige mængder affald fra overbebyrdede lossepladser, da hele affaldsstrømmen er nu biologisk nedbrydeligt og derfor lettere at behandle.

Anvendelsen af ​​biologisk nedbrydelig plast derfor ses som muliggør fuldstændig genopretning af store mængder kommunalt affald, der sælges har hidtil været uoprettelig med andre midler undtagen påfyldning eller forbrænding jord.

Energi omkostninger til produktion

Forskellige forskere har gennemført omfattende livscyklusvurderinger af bionedbrydelige polymerer at afgøre, om disse materialer er mere energieffektive end polymerer fremstillet ved konventionel fossilt brændstof-baserede midler. Forskning udført af Gerngross, et al. vurderer, at den energi, fossilt brændstof kræves for at producere et kilo polyhydroxyalkanoat er 50,4 MJ / kg, hvilket falder sammen med et andet estimat med Akiyama et al., som estimere en værdi mellem 50-59 MJ / kg. Denne information tager ikke højde for den råvare energi, som kan fås fra ikke-fossilt brændsel baserede metoder. Polylactid blev anslået til at have en fossilt brændstof energi omkostningerne ved 54-56,7 fra to kilder, men den seneste udvikling i den kommercielle produktion af PLA ved NatureWorks har elimineret nogle afhængighed af fossile brændstoffer-baserede energi ved fortrænge den med vindkraft og biomasse-drevne strategier . De rapporterer gør et kilo PLA med kun 27,2 MJ fossilt brændsel-baserede energi, og forventer, at dette tal vil falde til 16,6 MJ / kg i deres anlæg næste generation. I modsætning, polypropylen og polyethylen med høj densitet kræver 85,9 og 73,7 MJ / kg, men disse værdier er den energi af råmaterialet, fordi den er baseret på fossile brændstoffer.

Gerngross rapporterer en 2,65 kg total fossilt brændstof energi svarende kræves for at producere en enkelt kilo PHA, mens polyethylen kræver kun 2,2 kg FFE. Gerngross vurderer, at beslutningen om at gå videre frem med nogen biologisk nedbrydelig polymer alternativ bliver nødt til at tage hensyn til de prioriteringer i samfundet med hensyn til energi, miljø og økonomiske omkostninger.

Desuden er det vigtigt at indse de unge af alternative teknologier. Teknologi til at producere PHA, for eksempel, er stadig under udvikling i dag, og energiforbruget kan reduceres yderligere ved at fjerne trinnet fermentering eller ved at anvende madaffald som råmateriale. Brugen af ​​andre end majs alternative afgrøder, såsom sukkerrør fra Brasilien, forventes at sænke energibehov. For eksempel fremstilling af PHA ved fermentering i Brasilien har en gunstig energiforbrug ordning, hvor bagasse bruges som kilde til vedvarende energi.

Mange biologisk nedbrydelige polymerer, der kommer fra vedvarende energikilder konkurrerer også med fødevareproduktion, som den primære råvare er i øjeblikket majs. For USA for at møde sin nuværende produktion af plast produktion med BP'er, ville det kræve 1,62 kvadratmeter per kilogram produceret. Mens dette pladsbehov kunne lade sig gøre, er det altid vigtigt at overveje, hvor meget indflydelse denne store produktion skala kan have på fødevarepriserne og muligheden omkostningerne ved at bruge jord på denne måde versus alternativer.

  0   0

Relaterede Artikler

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha