ما هي المواد البلاستيكية ذات المصدر الحيوي المصنوعة من البلاستيك الحيوي؟

هل تعلم أن البلاستيك الحيوي يمكن أن يحتوي على ما يصل إلى 25% أصغر البصمة الكربونية مقارنةً بالوقود الأحفوري التقليدي البلاستيك? في الوقت الحالي، يتم تصنيع 100% من البلاستيك الحيوي القائم على أساس حيوي بمعدل حوالي 2 مليون طن كل عام. وهذه خطوة كبيرة نحو اقتصاد دائري أكثر اخضراراً. ومع تزايد قلق الناس بشأن أضرار المواد البلاستيكية العادية، تحظى المواد البلاستيكية ذات المصدر الحيوي بالاهتمام. تأتي هذه البدائل المستدامة من مصادر متجددة.

النقاط الرئيسية

• يُشتق البلاستيك الحيوي المصدر من موارد بيولوجية متجددة.
• يمكن للبلاستيك الحيوي أن يقلل بشكل كبير من آثار الكربون مقارنةً بالبلاستيك الأحفوري.
• يتم حاليًا إنتاج 2 مليون طن من البلاستيك الحيوي القائم على أساس حيوي 100% سنويًا.
• تساهم هذه المواد البلاستيكية في تحقيق العديد من أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة.
• تلعب المواد البلاستيكية ذات المصدر الحيوي دورًا حاسمًا في تعزيز دائرية دورات حياة البلاستيك التجارية.

مقدمة في البلاستيك الحيوي المصدر

يُعد البلاستيك الحيوي المصدر تطوراً رائداً في علم المواد. فهي توفر خياراً صديقاً للبيئة مقارنةً بالبلاستيك التقليدي المصنوع من الوقود الأحفوري.

تأتي هذه المواد من موارد طبيعية مثل الكتلة الحيوية النباتية أو المونومرات المشتقة حيوياً. وهي تمثل خطوة كبيرة نحو التنمية المستدامة، بالنظر إلى الأثر البيئي للمواد البلاستيكية العادية.

التعريف

تصنع المواد البلاستيكية ذات المصادر الحيوية من موارد بيولوجية متجددة. ويمكن أن تشمل أي شيء من بقايا المواد الزراعية إلى الميكروبات التي تحول المواد العضوية إلى بوليمرات. من المهم ملاحظة أن المواد البلاستيكية ذات المصدر الحيوي لا تتحلل جميعها بسهولة. على سبيل المثال، يحتاج بعضها، مثل بلاستيك PLA، إلى درجات حرارة عالية لتحويله إلى سماد بشكل صحيح. تسلط هذه الحقيقة الضوء على أهمية الإدارة السليمة للنفايات لهذه المواد.

الأهمية في الاستدامة

يلعب البلاستيك الحيوي المصدر دوراً كبيراً في الاستدامة. فهي تقلل من حاجتنا للوقود الأحفوري غير المتجدد، والذي يعد حاليًا مصدرًا كبيرًا للبلاستيك التقليدي. ويقلل الابتعاد عن هذه الموارد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. كما أنه يقلل من التلوث الناتج عن المواد البلاستيكية التي لا تتحلل.

ومن المثير للاهتمام أن صناعة البلاستيك من مصادر حيوية غالباً ما تستخدم طاقة أقل. على سبيل المثال، يتحلل البوليستر القائم على الكازين في 19 يومًا فقط، على عكس البلاستيك العادي الذي قد يستغرق أكثر من 1000 عام. هناك أيضًا البلاستيك الحيوي PHA، المصنوع من مواد نباتية. وهو يُستخدم في صناعات مختلفة، مثل صناعة السيارات، مما يدل على تعدد الاستخدامات من هذه المواد الصديقة للبيئة.

ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي قد لا تتحلل في مدافن النفايات. وهذا يبرز الحاجة إلى الإدارة الفعالة للنفايات والتسميد. كما يمكن أن تحتوي هذه المواد البلاستيكية على آثار مبيدات حشرية من نباتات الكتلة الحيوية. وقد يشكل ذلك مخاطر بيئية وصحية.

وتدفع طلبات المستهلكين والقوانين الجديدة، مثل حظر الأكياس البلاستيكية في بعض البلدان، البلاستيك الحيوي المصدر إلى الأمام. ومن المتوقع أن يشكل سوق البلاستيك الحيوي 10% من سوق البلاستيك الأوروبي قريبًا. وهذا يدل على أن التحول نحو صناعة بلاستيك أكثر استدامة يحدث بالفعل.

مصادر البلاستيك من مصادر حيوية

تأتي المواد البلاستيكية ذات المصادر الحيوية من مصادر عضوية مختلفة. وهي توفر خياراً أكثر اخضراراً مقارنة بالبلاستيك التقليدي المصنوع من النفط. يمكنك الحصول عليها من النباتات أو الميكروبات أو حتى من تحويل النفايات إلى شيء مفيد.

البوليمرات النباتية

تأتي هذه البوليمرات من أشياء نزرعها مثل الذرة وقصب السكر والبطاطس. نأخذ من هذه النباتات النشا والسليلوز لصنع البلاستيك الحيوي. بلاستيك حراري النشا هو صفقة كبيرة في عالم البلاستيك الحيوي. فهو يمثل حوالي نصف سوق البلاستيك الحيوي.

الإنتاج الميكروبي

هناك أيضًا طريقة رائعة لصنع البلاستيك الحيوي باستخدام كائنات دقيقة. يمكن لبعض الميكروبات تحويل السكريات أو الدهون إلى بوليمرات مثل PHA. تستفيد هذه العملية من القدرات الطبيعية للميكروبات في صنع بلاستيك حيوي مفيد بكفاءة.

تحويل مواد النفايات

يُعد تحويل النفايات إلى مواد بلاستيكية حيوية طريقة ذكية للتعامل مع القمامة وصنع مواد جديدة. تستخدم هذه الطريقة بقايا المواد النباتية والنفايات العضوية. فهي تساعد على تقليل النفايات وتدعم دورة إعادة الاستخدام. وهي تحظى بشعبية كبيرة لأنها تساعد البيئة.

أنواع المواد البلاستيكية ذات المصدر الحيوي

يُعد البلاستيك الحيوي المصدر جزءًا أساسيًا من الحلول البلاستيكية الخضراء المتنامية. فهي تساعد على تقليل تأثير البلاستيك التقليدي على بيئتنا. هناك أنواع مختلفة، مثل PLA وPHA وPHA وPE الحيوي، ولكل منها خصائصها واستخداماتها الخاصة.

حمض متعدد اللبنيك (PLA)

حمض متعدد اللبنيك أو PLAهو بلاستيك معروف قابل للتحلل الحيوي. يأتي من النشا النباتي المخمر، ومعظمه من الذرة. يستخدمه الناس للتغليف والأواني التي تستخدم لمرة واحدة والأكياس القابلة للتحلل.

يتحلل بلاستيك PLA عند تحويله إلى سماد صناعي. وهذا يجعله لاعباً رئيسياً في البلاستيك الصديق للبيئة.

بولي هيدروكسي ألكانوات (PHA)

بولي هيدروكسي ألكانوات، المعروفة باسم PHA، هي مواد بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوي تصنعها الميكروبات. وهي معروفة بتوافقها الحيوي. وهذا يجعلها مثالية للاستخدامات الطبية.

يمكن أن تتحلل مركبات PHAs بشكل طبيعي في الجسم. وهذا يجعلها مهمة للأجهزة الطبية الحيوية وتوصيل الأدوية.

البولي إيثيلين الحيوي (Bio-PE)

يأتي البولي إيثيلين الحيوي، أو البولي إيثيلين الحيوي، من الإيثانول المصنوع من موارد متجددة مثل قصب السكر. وهو يوفر نفس ميزات البولي إيثيلين العادي. وتشمل هذه الميزات كونه قويًا ومرنًا.

ومع ذلك، يقلل الإيثر الثنائي الفينيل الحيوي من انبعاثات الكربون. لذا، فهو خيار رائع للعديد من المنتجات، من التعبئة والتغليف إلى السلع الاستهلاكية.

عمليات التصنيع

تأتي صناعة البلاستيك الصديق للبيئة من طريقتين رئيسيتين: المعالجة الكيميائية والبيولوجية. يستخدم كل منهما موارد متجددة ولكن بطرق مختلفة. وتهدف كل منهما إلى الاستدامة ومراعاة البيئة.

المعالجة الكيميائية

تحول المعالجة الكيميائية المواد الطبيعية مثل النشا إلى بلاستيك. وهي تشبه طريقة صنع البلاستيك العادي ولكنها تستخدم مواد من الطبيعة. على سبيل المثال، يتكلف تصنيع حمض البولي لاكتيك (PLA) ما بين $844/طن إلى 1T10T2,410/طن.

تتضمن هذه الطريقة عدة خطوات مثل استخلاص البوليمر وتنقيته وصنعه. وهي تتيح أنواعًا مختلفة من البلاستيك الحيوي. ويمكن جعلها أقوى وأكثر مقاومة للحرارة وأفضل في العمل.

المعالجة البيولوجية

تتضمن المعالجة البيولوجية استخدام الكائنات الحية لصنع البلاستيك. إنها طريقة جديدة للقيام بالأشياء. وتساعد الكائنات الحية مثل الطحالب في صنع البلاستيك الحيوي الذي لا يحتاج إلى الكثير من النمو ويمكن حصاده طوال العام.

قد تصنع بهذه الطريقة مواد أكثر استدامة مع تأثير أقل على المناخ. تشير الدراسات إلى أن البلاستيك الحيوي يمكن أن يكون أفضل من البلاستيك التقليدي من حيث البصمة الكربونية.

وفي الوقت الحالي، لا يمثل هذا النوع من البلاستيك الأخضر سوى 1% من الإنتاج العالمي. ومع ذلك، يتزايد الاهتمام بصناعة البلاستيك بهذه الطريقة. ويمكن أن يؤدي المزيد من الأبحاث إلى المزيد من البلاستيك الحيوي وأضرار أقل على الكوكب.

تطبيقات البلاستيك الحيوي المصدر

يقودنا البلاستيك الحيوي المصدر نحو مستقبل مستدام. فهي تُستخدم في العديد من الصناعات، وتوفر خياراً صديقاً للبيئة. هذا التحول نحو البدائل البلاستيكية المستدامة يفيد البيئة والاقتصاد على حد سواء.

في التعبئة والتغليف، غالبًا ما نستخدم مواد بلاستيكية من مصادر حيوية مثل حمض البوليلاكتيك (PLA). توجد في حاويات الطعام والزجاجات وأدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة. ولأنها تتحلل بشكل طبيعي، يقل تأثيرها على البيئة. متاجر البقالة والبيع بالتجزئة...

التعليمات

مسرد المصطلحات المستخدمة

Installation Qualification (IQ): عملية موثقة للتحقق من تركيب المعدات أو الأنظمة وفقًا للمواصفات، بما في ذلك تقييم المرافق والظروف البيئية والامتثال لمتطلبات التصميم، وضمان الجاهزية للتأهيل التشغيلي.

Life Cycle Assessment (LCA): تحليل منهجي للتأثيرات البيئية المرتبطة بجميع مراحل حياة المنتج، من استخراج المواد الخام إلى الإنتاج والاستخدام والتخلص منها، بهدف تحديد فرص التحسين وإبلاغ عملية صنع القرار.