ظهرت المواد البلاستيكية الحيوية القائمة على نشا البطاطس كبديل واعد للمواد البلاستيكية التقليدية القائمة على النفط. فهي ليست قابلة للتحلل الحيوي والتحويل إلى سماد فحسب، بل يمكن أيضًا إنتاجها من موارد متجددة وقد يكون لها آثار كربونية أقل من نظيراتها المعتمدة على الوقود الأحفوري. ومع ذلك، مثل أي مادة، فإن البلاستيك الحيوي نشا البطاطس يأتي مع مجموعة خاصة به من الإيجابيات والسلبيات، وفهم هذه المقايضات أمر بالغ الأهمية لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن استخدامها. في هذه المقالة، سوف نتعمق في إيجابيات وسلبيات البلاستيك الحيوي نشا البطاطس، ونستكشف بعض الأفكار المدهشة حول هذه المواد المبتكرة.
1. نشا البطاطس من البلاستيك الحيوي: البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس؟
1.1. نشا البطاطس من البلاستيك الحيوي: ما هو البلاستيك الحيوي نشا البطاطس؟
البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس هو نوع من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي المشتق من مواد طبيعية، مثل نشا البطاطس، وغيرها من الموارد المتجددة. تتضمن عملية صنع البلاستيك الحيوي من نشا البطاطس عادةً استخلاص النشا من البطاطس ثم دمجه مع مكونات طبيعية أخرى، مثل الجلسرين، لإنشاء مادة يمكن تشكيلها وتشكيلها في أشكال مختلفة.
يتمتع البلاستيك الحيوي الناتج بالعديد من المزايا مقارنة بالبلاستيك التقليدي، لأنه قابل للتحلل الحيوي، مما يعني أنه يمكن تقسيمه بشكل طبيعي بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في البيئة، ولا يطلق مواد كيميائية ضارة أو مواد بلاستيكية دقيقة في النظام البيئي. بالإضافة إلى ذلك، فإن البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس له بصمة كربونية أقل ويتطلب إنتاج طاقة أقل من البلاستيك التقليدي.
1.2. نشا البطاطس من البلاستيك الحيوي: من اخترع البلاستيك الحيوي نشا البطاطس؟
بونتوس تورنكفيست، طالب سويدي شاب، درس نشا البطاطس من بين أنواع أخرى من النشا. لديه منتج ينافس على جائزة جيمس دايسون الشهيرة.
يوضح الطالب نفسه قائلاً: “لقد كنت مهتمًا باكتشاف حلول لحياة ما بعد استخدام المواد البلاستيكية التي يمكن التخلص منها”. كان التفاوت بين مقدار الوقت الذي يقضيه الأفراد في استخدام الأشياء البلاستيكية (20 دقيقة) ومدة بقائهم على قيد الحياة في البيئة (450 عامًا!) بمثابة نقطة البداية.
استخدم بونتوس تورنت فيست منهج “التجربة والخطأ” لأنه التزم بالإجراءات العلمية التقليدية. “في البداية، كنت أعتقد أن بحثي مع اللدائن الحرارية القابلة للتحلل قد يشمل بطريقة أو بأخرى الطحالب. لكن عندما قمت بتسخين الطحالب، كل ما حصلت عليه هو شيء يشبه كعكة الطحالب. سقطت كمية صغيرة من السائل الذي استخدمته لدمج الطحالب ونشا البطاطس على الأرض. لقد خلق نوعًا من الفيلم أثناء تجفيفه. وهكذا كرست كل طاقاتي للقيام بذلك.
تم تصنيع بلاستيك البطاطس بهذه الطريقة. من القش إلى أدوات المائدة، يمكن استخدام هذه المادة القابلة للتحلل الحيوي لإنشاء أي عنصر مصنوع عادةً من البلاستيك القابل للرمي. بعد الاستخدام لمدة شهرين، سيتم تحويله إلى سماد.
1.3. نشا البطاطس من البلاستيك الحيوي: تطبيقات البلاستيك الحيوي نشا البطاطس
البلاستيك الحيوي القائم على نشا البطاطس مجموعة متنوعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. تتضمن بعض التطبيقات الأكثر شيوعًا البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس ما يلي:
- التعبئة والتغليف: أحد التطبيقات الأكثر شيوعًا البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس هو التغليف. يمكن استخدام البلاستيك الحيوي لإنشاء مجموعة واسعة من مواد التعبئة والتغليف، بما في ذلك الأفلام والأغلفة والحقائب والحاويات.
- عناصر الخدمات الغذائية: هناك تطبيق شائع آخر البلاستيك الحيوي المعتمد على نشا البطاطس وهو إنتاج عناصر الخدمات الغذائية. يمكن أن تشمل هذه الأطباق والأكواب والصواني وغيرها من العناصر التي تستخدم لمرة واحدة والمستخدمة في المطاعم وشركات تقديم الطعام. يعد البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس بديلاً مناسبًا للمنتجات البلاستيكية والورقية التقليدية.
- الزراعة: يمكن أيضًا استخدام البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس في الزراعة، حيث يمكن استخدامه في صنع طبقات التغطية. ويمكن وضع هذه الأفلام فوق التربة، حيث تساعد على تقليل تآكل التربة وتعزيز نمو المحاصيل.
- المنسوجات: يمكن استخدام البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس في إنتاج المنسوجات. يتم استخراج النشا من البطاطس وتحويله إلى ألياف يمكن نسجها في منتجات المنسوجات. يمكن استخدام هذه الألياف في صناعة الملابس والمفروشات ومنتجات النسيج الأخرى.
الأجهزة الطبية: يمكن أيضًا استخدام البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس في تصنيع الأجهزة الطبية. إنها بديل مناسب للمواد البلاستيكية التقليدية في إنتاج الأدوات الجراحية والمزروعات. - الطباعة ثلاثية الأبعاد: يمكن استخدام البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس في الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء مجموعة متنوعة من الأشياء، بدءًا من النماذج الأولية وحتى المنتجات الاستهلاكية.
- بشكل عام، لا تزال تطبيقات البلاستيك الحيوي المعتمد على نشا البطاطس تنمو وتتوسع مع تطور تقنيات وأساليب جديدة لإنشاء هذه المواد واستخدامها. وعلى الرغم من أنها لم تستخدم بعد على نطاق واسع مثل المواد البلاستيكية التقليدية، إلا أنها توفر بديلاً واعداً للحد من التأثير البيئي لإنتاج البلاستيك والتخلص منه.
2. نشا البطاطس من البلاستيك الحيوي :إيجابيات وسلبيات البلاستيك الحيوي نشا البطاطس
2.1. الايجابيات
تتمتع المواد البلاستيكية الحيوية نشا البطاطس بالعديد من المزايا مقارنة بالبلاستيك التقليدي المعتمد على النفط، بما في ذلك:
قابلية التحلل البيولوجي
البلاستيك الحيوي نشا البطاطس قابل للتحلل الحيوي، مما يعني أنه يمكن تفكيكه بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في البيئة، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والطحالب. وهذا على النقيض من المواد البلاستيكية التقليدية القائمة على النفط والتي يمكن أن تستمر في البيئة لمئات السنين. إن قابلية التحلل الحيوي البلاستيك الحيوي نشا البطاطس تعني أن لديها القدرة على تقليل كمية النفايات البلاستيكية في البيئة ومنع الإضرار بالحياة البرية.
مورد قابل للتجديد
تعد البطاطس، المادة الخام المستخدمة في إنتاج البلاستيك الحيوي نشا البطاطس، موردًا متجددًا يمكن زراعته وحصاده كل عام. وهذا على النقيض من المواد البلاستيكية ذات الأساس النفطي، والتي يتم استخلاصها من الوقود الأحفوري غير المتجدد. إن استخدام الموارد المتجددة يقلل من الاعتماد على الموارد المحدودة ويساعد على تعزيز اقتصاد مستدام.
انخفاض البصمة الكربونية
تتمتع المواد البلاستيكية الحيوية نشا البطاطس بصمة كربونية أقل مقارنة بالبلاستيك التقليدي. ويتطلب إنتاج البلاستيك التقليدي استخراج الوقود الأحفوري، الذي يطلق غازات الدفيئة ويساهم في تغير المناخ. في المقابل، يتطلب إنتاج البلاستيك الحيوي نشا البطاطس طاقة أقل وينبعث منه غازات دفيئة أقل. وهذا يعني أن البلاستيك الحيوي نشا البطاطس لديه القدرة على المساعدة في التخفيف من تغير المناخ.
تنوع الاستخدامات
يمكن استخدام البلاستيك الحيوي نشا البطاطس في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك التعبئة والتغليف، ومواد الخدمات الغذائية، والزراعة، والمنسوجات، والأجهزة الطبية، والطباعة ثلاثية الأبعاد. وهذا التنوع يجعلها بديلاً مفيدًا للمواد البلاستيكية التقليدية في العديد من الصناعات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تخصيص خصائص البلاستيك الحيوي نشا البطاطس لتلبية الاحتياجات المحددة لكل تطبيق.
التوافق الحيوي
تعتبر المواد البلاستيكية الحيوية نشا البطاطس متوافقة حيويا، مما يعني أنها لا تسبب ضررا للأنسجة الحية. وهذا يجعلها بديلاً مناسبًا للمواد البلاستيكية التقليدية في تصنيع الأجهزة الطبية، بما في ذلك الأدوات الجراحية والمزروعات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام البلاستيك الحيوي نشا البطاطس في تطبيقات أخرى تتطلب الاتصال بالأنسجة الحية، مثل ضمادات الجروح والضمادات.
طلب المستهلك
مع تزايد الوعي بالظروف البيئية، أصبح المستهلكون أكثر اهتماما بالمنتجات ذات التأثير البيئي المنخفض. توفر المواد البلاستيكية الحيوية نشا البطاطس بديلاً صديقًا للبيئة للمواد البلاستيكية التقليدية، مما يجعلها خيارًا جذابًا للمستهلكين المهتمين بالبيئة.
إن استخدام البلاستيك الحيوي نشا البطاطس لديه القدرة على تقليل التأثير البيئي لإنتاج البلاستيك والتخلص منه. فهي قابلة للتحلل الحيوي، ومصنوعة من موارد متجددة، ولها بصمة كربونية أقل، ومتعددة الاستخدامات، متوافقة حيويًا، ويحظى بجاذبية المستهلك. مع استمرار تزايد الطلب على المواد المستدامة، من المرجح أن يصبح البلاستيك الحيوي نشا البطاطس مستخدمًا على نطاق أوسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
2.2. سلبيات
في حين أن البلاستيك الحيوي نشا البطاطس يتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بالبلاستيك التقليدي المعتمد على النفط، إلا أن له أيضًا بعض العيوب التي تستحق النظر فيها، بما في ذلك:
التكلفة
يمكن أن يكون إنتاج البلاستيك الحيوي نشا البطاطس أكثر تكلفة من إنتاج البلاستيك التقليدي المعتمد على النفط. وذلك لأن المواد الخام المستخدمة في البلاستيك الحيوي أكثر تكلفة، عملية الإنتاج غالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا. إن تكلفة اللدائن الحيوية نشا البطاطس يمكن أن تجعلها أقل قدرة على المنافسة مع اللدائن التقليدية في بعض التطبيقات، خاصة في الصناعات التي تشكل فيها التكاليف عاملاً رئيسياً.
متانة محدودة
في حين أن البلاستيك الحيوي نشا البطاطس قابل للتحلل الحيوي، إلا أنه ليس متينًا مثل البلاستيك التقليدي. وهذا يعني أنها قد لا تكون مناسبة للتطبيقات التي تتطلب استخدامًا طويل الأمد أو التعرض لدرجات حرارة شديدة أو ظروف قاسية أخرى. على سبيل المثال، قد تحتاج بعض مواد تغليف المواد الغذائية إلى أن تكون قادرة على تحمل درجات الحرارة المتجمدة أو الحرارة المرتفعة، مما قد يتسبب في تحلل البلاستيك الحيوي نشا البطاطس أو فقدان شكله.
تحديات الإنتاج
قد يكون إنتاج البلاستيك الحيوي نشا البطاطس أمرًا صعبًا، خاصة بالنسبة لصغار المصنعين الذين قد لا يستطيعون الوصول إلى المعدات والخبرة المتخصصة. يمكن أن تكون عملية الإنتاج أيضًا حساسة للتقلبات في درجات الحرارة والرطوبة، مما قد يؤثر على جودة واتساق المنتج النهائي. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب عملية تصنيع البلاستيك الحيوي نشا البطاطس كمية كبيرة من الماء، مما قد يمثل تحديًا في المناطق ذات الموارد المائية المحدودة.
الاستخدامات المتنافسة للمواد الخام
يمكن أيضًا استخدام المواد الخام المستخدمة في إنتاج البلاستيك الحيوي نشا البطاطس في إنتاج الغذاء. وهذا يمكن أن يخلق منافسة على هذه الموارد، مما قد يؤثر على توافر وتكلفة المواد الخام المستخدمة في إنتاج البلاستيك الحيوي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي إنتاج البلاستيك الحيوي نشا البطاطس إلى تحويل الموارد بعيدًا عن إنتاج الغذاء، مما قد يخلق مشكلات في المناطق التي يشكل فيها الأمن الغذائي مصدر قلق.
خيارات إعادة التدوير المحدودة
في حين أن البلاستيك الحيوي لنشا البطاطس قابل للتحلل الحيوي، إلا أنه قد لا يكون مناسبًا لإعادة التدوير بنفس طريقة إعادة تدوير البلاستيك التقليدي. وذلك لأن الإضافات القابلة للتحلل الحيوي المستخدمة في البلاستيك الحيوي لنشا البطاطس يمكن أن تلوث مسار إعادة التدوير، مما يجعل من الصعب إعادة تدوير هذه المواد بنفس طريقة إعادة تدوير المواد البلاستيكية التقليدية. وهذا يمكن أن يحد من خيارات التخلص من البلاستيك الحيوي لنشا البطاطس في نهاية دورة حياتها.
وقت التحلل الحيوي
في حين أن قابلية التحلل الحيوي هي إحدى مزايا البلاستيك الحيوي نشا البطاطس، إلا أنها يمكن أن تكون أيضًا عيبًا. اعتمادًا على الظروف البيئية، يمكن أن يستغرق البلاستيك الحيوي نشا البطاطس عدة أشهر أو حتى سنوات حتى يتحلل بيولوجيًا. خلال هذا الوقت، لا يزال بإمكانهم خلق القمامة وربما التسبب في ضرر للحياة البرية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لعملية التحلل البيولوجي أن تطلق غاز الميثان، وهو أحد غازات الدفيئة القوية، والذي يمكن أن يساهم في تغير المناخ.
في حين أن البلاستيك الحيوي نشا البطاطس يتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بالبلاستيك التقليدي، إلا أنه يحتوي أيضًا على بعض القيود التي يمكن أن تجعله أقل ملاءمة لتطبيقات معينة. ومع تحسن التكنولوجيا وعمليات التصنيع، قد يتم التغلب على بعض هذه القيود، مما يجعل البلاستيك الحيوي نشا البطاطس بديلاً أكثر قابلية للتطبيق للمواد البلاستيكية التقليدية.
3. كيفية صنع البلاستيك الحيوي من نشا البطاطس؟
سنوضح لك في هذا البرنامج التعليمي كيفية صنع البلاستيك من نشا البطاطس والمكونات المنزلية الأخرى لتحويله إلى راتينج. يمكنك فقط استخدام نشا الذرة بدلاً من نشا البطاطس إذا كنت لا ترغب في وقت إعداده. فيما يلي الوصفة التفصيلية البلاستيك الحيوي نشا البطاطس:
الخطوة 1: تحضير المواد
الخطوة الأولى هي جمع كل المواد اللازمة. وتشمل هذه عادة نشا البطاطس والماء والجلسرين والخل. يجب عليك التأكد من أن جميع المواد ذات جودة عالية وخالية من الملوثات، حيث يمكن أن تؤثر الشوائب على خصائص البلاستيك الحيوي النهائي.
الخطوة 2: استخراج النشا
بعد تحضير المواد، ستكون الخطوة التالية هي استخراج النشا
1) الحصول على البطاطس وغسلها.
2) لإزالة الجلد بالكامل، استخدم مقشرة.
3) قطعي البطاطس المخبوزة الى قطع مناسبة الحجم الخلاط الخاص بك.
4) املأ الخلاط بالمكعبات وحوالي 1 كوب من الماء. قم بتشغيل الجهاز على أعلى مستوى لمدة دقيقة أو دقيقتين.
5) لإزالة الماء الضبابي، استخدم مرشح القهوة.
6) تجفيف الخليط ليس ضروريًا تمامًا إذا كنت تريد صنع البلاستيك على الفور. ولكن إذا كنت بحاجة إلى تخزينه لفترة طويلة، فقم بتوزيعه على ورق الشمع وتوضع في مكان مشرق حتى يجف (وإلا قد يتعفن).
يمكنك شراء النشا الجاهز عالي الجودة عبر الإنترنت أو من متجر البقالة في منطقتك إذا كنت لا ترغب في تصنيع النشا بنفسك.
الخطوة 3: خلط نشا البطاطس والماء
في إناء، اخلطي نشا البطاطس مع الماء حتى يذوب نشا البطاطس بالكامل. يمكن أن تختلف نسبة نشا البطاطس إلى الماء اعتمادًا على الخصائص المرغوبة البلاستيك الحيوي النهائي، ولكن النسبة النموذجية تبلغ حوالي 1:10 (أي جزء واحد من نشا البطاطس إلى 10 أجزاء من الماء).
1) املأ الدورق أو أي وعاء آخر بـ 60 مل (4 ملاعق صغيرة) من الماء البارد قبل تسخين الخليط.
2) أضف 10 جرام (أو ملعقة كبيرة تقريبًا) من نشا البطاطس أو الذرة – سواء محلي الصنع أو المشتراة – إلى الماء.
3) أضف ألوان الطعام في هذه المرحلة إذا كان البلاستيك الملون مطلوبًا. يجب أن تكون خمس قطرات كافية.
الخطوة 4: تسخين الخليط
خفض الحرارة إلى درجة منخفضة وخفق الخليط في كثير من الأحيان. ارفعي الحرارة إلى درجة متوسطة إلى عالية واخفقي أكثر عندما يبدأ الخليط في التكاثف. استمر في طهيه عندما يبدأ بالغليان لمدة 5 دقائق. يجب أن يكون لديك الآن منتج “لزج” يمكنك سكبه في قالب أو على قطعة من رقائق الألومنيوم/ وسادة حرارية من السيليكون لتجف. تريد أن تكون شفافة ولزجة للغاية (ولكن ليس مثل معجون الأسنان، فكر في ذلك). يساعد تسخين الخليط على تنشيط نشا البطاطس وتكوين محلول موحد ومتجانس.
الخطوة 5: أضف الجلسرين والخل
بمجرد أن يصبح الخليط سميكًا، ارفعيه عن النار وأضيفي الجلسرين والخل. الجلسرين هو مادة ملونة تساعد على إعطاء مرونة مرونة البلاستيك الحيوي، بينما يعمل الخل كمادة حافظة ويساعد على منع نمو البكتيريا والفطريات. يمكن أن تختلف الكمية الدقيقة من الجلسرين والخل المستخدمة اعتمادًا على الخصائص المرغوبة البلاستيك الحيوي، ولكن النسبة النموذجية هي حوالي 2-3 أجزاء من الجلسرين وجزء واحد من الخل لكل 100 جزء من نشا البطاطس.
الخطوة 6: صب الخليط في القالب
بمجرد خلط الخليط بالكامل، يُسكب في قالب أو على سطح مستوٍ ويُترك ليبرد ويصلب. يمكن تصنيع القالب من مجموعة متنوعة من المواد، مثل السيليكون أو البلاستيك، ويمكن تصميمه لإنشاء شكل أو حجم معين من البلاستيك الحيوي. يمكن أن تؤثر درجة الحرارة والرطوبة في البيئة على عملية التبريد والتصلب، وقد يستغرق الأمر عدة ساعات أو حتى أيام حتى يتم ضبط البلاستيك الحيوي بالكامل.
الخطوة 7: إزالة البلاستيك الحيوي من القالب
بمجرد أن يتصلب البلاستيك الحيوي، يمكن إزالته من القالب واستخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات. قد يحتاج البلاستيك الحيوي إلى التشذيب أو القطع إلى الحجم أو الشكل المطلوب، ويمكن صنفرة أو تنعيم أي حواف خشنة أو عيوب. ستعتمد الخصائص النهائية البلاستيك الحيوي على الوصفة المحددة وعملية التصنيع المستخدمة، بالإضافة إلى أي إضافات أو معالجات إضافية يمكن تطبيقها.
باختصار، يتطلب صنع البلاستيك الحيوي من نشا البطاطس اهتمامًا دقيقًا بالتفصيل ومعدات وخبرات متخصصة. يمكن تعديل الوصفة وعملية التصنيع لتحقيق خصائص محددة، مثل المرونة أو القوة أو القابلية للتحلل الحيوي، ويمكن استخدام البلاستيك الحيوي الناتج في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل التعبئة والتغليف ومنتجات الخدمات الغذائية، وحتى الأجهزة الطبية. ومع تزايد الطلب على المواد المستدامة، من المرجح أن يتم تخصيص المزيد من البحث والتطوير لتحسين إنتاج خصائص البلاستيك الحيوي المصنوع من نشا البطاطس والموارد المتجددة الأخرى.
4. مركب بلاستيك حيوي صديق للبيئة 400 – محلول البلاستيك الحيوي الذي تصنعه شركة EuP Egypt
مركب بلاستيك حيوي صديق للبيئة 400 هو مركب من البلاستيك الحيوي مصنوع من البلاستيك الحيوي ومسحوق النشا المعدل، مما يوفر بديلاً صديقًا البيئة للمواد البلاستيكية التقليدية. هذا البلاستيك الحيوي مصنوع من النشا، مما يجعله قابلاً للتحلل خلال 12 شهرًا بعد الاستخدام، مما يزيل أي مخاوف بشأن إدارة النفايات والتخلص منها.
مركب بلاستيك حيوي صديق للبيئة 400 عبارة عن مادة متعددة الاستخدامات توفر وظائف كاملة في مركب واحد. ويمكن معالجته مباشرة دون الحاجة إلى مواد إضافية، مما يجعله خيارًا مناسبًا للمصنعين الذين يتطلعون إلى إنتاج منتجات مستدامة. إنه خيار فعال وصديق للبيئة لمختلف التطبيقات، مثل أدوات المائدة ذات الاستخدام الواحد، وتغليف المواد الغذائية القابل للتصرف، والمزيد.
إذا كنت تريد معرفة المزيد من المعلومات حول مركب بلاستيك حيوي صديق للبيئة 400 أو أنواع أخرى من منتجات البلاستيك الحيوي، فلا تتردد في الاتصال بنا.
