April 22، دوم اردیبهشت؛ روز جهانی زمین.
روزی که به همگان یادآوری می‌کند که بیشتر و بهتر مواظب و محافظ کره زمین، باشند. روزی که بسیاری از مردم جهان به پاک‌سازی محیط زندگی خود می‌پردازند و برای مراقبت از آن قدمی برمی‌دارند.
نیکوست که زمین را همان طور که از نسل‌ها و زمان‌های دور به ارث گرفته‌ایم به شایسته‌ترین صورت ممکن نیز به نسل‌های بعد تحویل دهیم. و چه خوش گفت سهراب سپهری: یادم باشد کاری نکنم که به قانونِ زمین بربخورد…
برای اینکه بتوانیم برای کره آبی‌مان مفید باشیم می‌توانیم فهرستی از کمک‌های زیست محیطی تهیه کنیم و دیگران را نیز به انجام آنها تشویق کنیم. به عنوان مثال صرفه جویی در کاغذ و استفاده کمتر از آن؛ همه ساله درختان بسیاری از بین می‌روند تا کاغذ روزانه مصرفی ما را تأمین کنند. بیاییم سعی کنیم تا حد امکان استفاده از کاغذ را به حداقل برسانیم و مواردی را جای‌گزین آن کنیم و یا اینکه هر سال نهالی به طبیعت هدیه کنیم تا به این طریق بتوانیم به رشد فضای سبز و جنگل‌ها کمک کنیم. صرفه جویی در آب و استفاده از پلیمرها در این حوزه نیز اقدام دیگری‌ست که می‌توان هر لحظه دغدغه آن را داشته باشیم و برای مقابله با خشک‌سالی قدمی برداریم. استفاده نکردن از کیسه نایلونی و جای‌گزین کردن کیسه پارچه‌ای به جای آن. اهمیت دادن به بازیافت زباله و حرکت در کمک به این حرکت مفید زیست محیطی. انجام دادن حرکت‌های اجتماعی مانند پاک‌سازی کوهستان، رودخانه‌ها و جنگل‌ها به منظور پاک‌سازی آنها از زباله و… کره زمین خانه و محل آرامش تمام انسان‌ها، جان‌داران و گیاهان ساکن در آن است و انسان است که می‌تواند تعادل زیست را مختل و یا تنظیم‌‌کننده آن باشد.
امروزه در ظروف و بسته‌بندی‌ها به خصوص برای مواد غذایی از مواد پلاستیکی، نفتی، شیشه، فلزات و کاغذ استفاده می‌شود. کاربرد این مواد معایب متعددی را به دنبال دارد که از جمله آنها می‌توان به مهاجرت ترکیبات استفاده شده در فرمول‌بندی بسته‌بندی به ماده غذایی، ایجاد آلودگی‌های زیست‌محیطی و مشکلات بازیافت آنها اشاره کرد. تولید روزافزون پلیمرهای مقاوم به تخریب زیستی منجر به تجمع ضایعات پلیمری در طبیعت شده و مشکلات زیست‌محیطی فراوانی ایجاد می کند و زباله‌های پلاستیکی به جا مانده همواره به عنوان معضل بزرگی برای محیط زیست مطرح هستند.
مطالعات بسیاری در زمینه تخریب زیستی پلیمرها با هدف غلبه بر مشکلات زیست‌محیطی ناشی از تجمع پلاستیک‌ها در طبیعت در حال انجام است. بهترین راه حل برای رفع این معضل، تولید پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر می باشد. تخریب زیستی مهم‌ترین فرآیند در چرخش مواد در طبیعت می باشد. پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر دارای خواصی شبیه به پلیمرهای پتروشیمیایی هستند، که کاربردهای وسیعی در صنعت دارند. اما مزیت بسیار مهم این پلیمر در مقایسه با پلیمرهای پتروشیمیایی، قدرت زیست‌تخریب‌پذیری آنها می باشد.
استفاده از این گونه زیست‌پلیمرها که به صورت گرانول‌های درون سلولی در میکروارگانیسم‌های مختلف تشکیل می شوند، راه حل مناسبی جهت رفع مشکلات زیست محیطی ناشی از تولید روزافزون پلیمرهای مقاوم به تخریب زیستی و تجمع ضایعات پلیمری در طبیعت می باشد. از این رو پژوهش‌های جدید به یافتن جای‌گزین‌های مناسب برای بسته‌بندی‌های متداول معطوف شده است. پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر و سازگار با محیط زیست به عنوان راه‌حل مناسب برای این موضوع پیشنهاد میشوند. اما استفاده از زیست‌پلیمرها در بسته‌بندی محصولات غذایی در برابر محدودیت‌های متعددی قرار دارد.
امکان استفاده از منابع زیست تخریب پذیر
اطرافمان انباشته از پلاستیک شده است. هر کاری که انجام می دهیم و هر محصولی را که مصرف می کنیم، از غذایی که می خوریم تا لوازم برقی به نحوی با پلاستیک سروکار دارد و حداقل در بسته‌بندی آن از این مواد استفاده شده است. در کشوری مثل استرالیا سالانه حدود یک میلیون تن پلاستیک تولید می شود که ۴۰% آن صرف مصارف داخلی می‌شود. در همین کشور هرساله حدود ۶ میلیون بسته یا کیسه پلاستیکی مصرف می شود. گرچه بسته بندی پلاستیکی با قیمتی نازل امکان حفاظت عالی از محصولات مختلف خصوصاً مواد غذایی را فراهم می کند ولی متاسفانه معضل بزرگ زیست محیطی حاصل از آن گریبان گیر بشریت شده است. اکثر پلاستیک های معمول در بازار از فرآورده های نفتی و ذغال سنگ تولید شده و غیر قابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آنها و برگشت به محیط چند هزار سال طول می کشد. به منظور رفع این مشکل، محققان علوم زیستی در پی تولید پلاستیک های زیست‌تخریب‌پذیر از منابع تجدیدشونده مثل ریزسازواره‌ها و گیاهان هستند.
امروزه صنعت پلاستیک سریع‌ترین رشد را در بین صنایع دارد. انواع مختلفی از پلیمرها ساخته میشوند ولی در این میان نکته‌ای بدون توجه باقی مانده است که عاقبت میلیون‌ها ظرف، پاکت، بسته‌بندی و بطری که غالباٌ از مواد پلی‌اولفینی ساخته میشوند، چیست؟ راه حل بنیادی برای حل مشکل زباله‌های پلیمری، ساخت پلیمرهایی است که در محیط تخریب و به اجزایی قابل برگشت به چرخه طبیعت تجزیه میشوند.
واژه زیست‌تخریب‌پذیر یا Biodegradable به معنی موادی است که به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیرواحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی‌مانند. زیست‌تخریب‌پذیر شدن فرآیندی است که به موجب آن باکتری‌ها، قارچ‌ها و مخمرها و آنزیم‌ها بستری را به عنوان منبع غذایی مورد استفاده قرار می‌دهند، به طوری که شکل اولیه آن محو می‌شود. تحت شرایط مناسب از رطوبت، دما و فراهم بودن اکسیژن زیست‌تخریب‌پذیر شدن فرآیندی نسبتاً سریع است. مدت زمان ۲ الی ۳ سال برای تحلیل رفتن و محو شدن یک کالای پلاستیکی هدف معقولی است. استانداردهای متعددی برای تعیین زیست‌تخریب‌پذیری یک محصول وجود دارد که عمدتاً به تجزیه %۶۰ تا ۹۰% از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می‌شود. این استاندارد در کشورهای مختلف متفاوت است. اما دلیل اصلی زیست‌تخریب‌پذیر نبودن پلاستیک‌های معمولی، طویل بودن طول مولکول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده که تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه‌کننده با مشکل مواجه می‌کند.
با این حال تولید پلاستیک‌ها با استفاده از منابع طبیعی مختلف، باعث سهولت تجزیه آنها توسط تجزیه‌کنندگان طبیعی می‌شود. برای این منظور و با هدف داشتن صنعتی در خدمت توسعه پایدار و حفظ زیست بوم‌های طبیعی، تولید نسل جدیدی از مواد اولیه مورد نیاز صنعت بر اساس فرآیندهای طبیعی در دستور کار بسیاری از کشورهای پیشرفته قرار گرفته است. به طور مثال دولت آمریکا طی برنامه‌ای بنا دارد تولید مواد زیستی را با استفاده از کشاورزی و با بهره برداری از انرژی خورشید با درآمد تقریبی ۱۵ تا ۲۰ میلیارد دلار انجام دهد. در این بین تولید پلیمرهای زیستی جایگاه خاصی دارند. تولید اینگونه پلیمرها توسط طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان، جانوران و باکتری‌ها صورت می‌گیرد. چون این مواد اساس طبیعی دارند، بنابراین توسط سایر موجودات نیز مورد مصرف قرار می گیرند و تجزیه کنندگان از جمله مهم ترین این موجودات زنده در موضوع مورد بحث ما هستند. برای بهره برداری از این پلیمرها در صنعت دو موضوع باید مورد توجه قرار گیرد:
▪ دید محیط زیستی: این مواد باید سریعاً در محیط مورد تجزیه قرار گیرند، بافت خاک را بر هم نزنند و به راحتی با برنامه های مدیریت زباله و بازیافت مواد از محیط خارج شوند.
▪ دید صنعتی: این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و کارایی داشته باشند و از همه مهم تر، پس از برابری یا بهبود کیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند.
در هر دو بخش، مخصوصاً بخش دوم، استفاده از مهندسی تولید مواد برای دستیابی به اهداف مورد انتظار ضروری است. همانطور که ذکر شد، تولید پلیمرهای تجدیدشونده با بهره برداری از کشاورزی، یکی از روش‌های تولید صنعتی پایدار است. برای این منظور دو روش اصلی وجود دارد: نخست استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه است. پلیمرهایی که از این روش تولید میشوند عمدتاً شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئین‌ها، فیبرها و چربی‌های گیاهی هستند که به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی کاربرد دارند. دسته دیگر موادی هستند که پس از انجام فرآیندهایی مانند تخمیر و هیدرولیز می‌توانند به عنوان مونومر پلیمرهای مورد نیاز صنعت استفاده شوند.
متأسفانه هزینه تولید این پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر، تقریباً ۱۰ برابر هزینه تولید پلاستیک‌های معمولی بود. با وجود مزایای بی‌شمار زیست‌محیطیِ این پلاستیک‌ها مثل تجزیه کامل آنها در خاک طی چند ماه، هزینه بالای تولید آنها باعث اقتصادی نبودن تولید تجارتی در مقیاس صنعتی بود.
تحقیقات و بررسی های به عمل آمده نشان داده است استفاده از برخی محصولات کشاورزی مانند نشاسته‌های ذرت، گندم، سیب زمینی به همراه برخی مواد طبیعی مکمل می‌تواند به خوبی جای‌گزین مواد پلیمری گردد. مواد اولیه پلیمری گیاهی با داشتن تمامی خواص پلیمری نفتی می‌توانند پس از مصرف محصولات و به راحتی و در زمانی کوتاه در محیط زیست بازگشت نمایند و حتی از این گونه مواد به عنوان خوراک دام استفاده گردد. خوشبختانه برخی کشورهای اروپایی و کشور چین در این راستا تلاش تحقیقاتی و عملی خوبی داشته اند و در حال حاضر کسب دانش فنی و خرید تجهیزات تولید این گونه پلیمرها از این کشورها وجود دارد. محصولات تولیدی این گونه پلیمرهای گیاهی می‌تواند در ساخت و تولید کلیه قطعات و کالاهای کوچک و بزرگ پلیمری رایج جای‌گزین گردد. اهمیت استفاده از این گونه مواد پلیمری گیاهی در تولید محصولات پر گردش که اثر گسترده‌ای در محیط زیست دارد بسیار مشهود است. محصولات ظروف یکبار مصرف و کیسه‌های خرید از جمله محصولات استراتژیکی هستند که به دلیل کاربری گسترده این گونه محصولات، ضرورت سرمایه‌گذاری و تولید محصولات با استفاده از منابع اولیه تجزیه‌پذیر را ایجاب می‌نماید. مزایای استفاده از این گونه مواد اولیه پلیمری گیاهی بسیار است و به خصوص تولید کیسه‌های خرید گیاهی از مزایا و اثارارزشمند زیر برخوردار است:
- تجدیدپذیری محصولات پس از مصرف در محیط زیست (۱۰۰% آن کمتر از ۳ ماه به محیط زیست برگشت می شود.)
- عدم ناسازگاری با سلامتی انسان و سازگاری کامل با محیط زیست
- داشتن خواص فیزیکی و فنی مطلوب همانند انواع محصولات پلیمری رایج
- ایجاد ارزش افزوده محصولات کشاورزی و توسعه علمی و کاربردی ذرت و نشاسته فرآوری شده در کنار صنعت
- جلوگیری از خروج ارز به خاطر اجتناب از واردات مواد پلیمری رایج
- مناسب بودن قیمت محصولات و پایداری قیمت به دلیل ثبات قیمت مواد اولیه کشاورزی و تأثیرناپذیری آن از تغییر و تحولات جهانی (در مقایسه با قیمت مواد پلیمری و تغییرات فاحش و غیر قابل پیش‌بینی قیمت نفت خام)
- دستیابی به دانش فنی و متعاقباً امکان افزایش ظرفیت تا حد تأمین کل نیاز داخل کشور
• امکان صادرات محصولات گیاهی به کشورهای منطقه و ارزآوری
• امکان استفاده از محصولات مصرف شده و یا ضایعات بخش‌های تولید به عنوان خوراک دام
تولید ظروف قابل بازیافت از پلیمرهای زیست تخریب پذیر
ظروف یکبار مصرف از مهم‌ترین دغدغه‌های دوست‌داران محیط زیست است. این ظروف به واسطه ترکیبات پلاستیکی تجزیه‌ناپذیر هرگز قابل بازیافت و تجزیه توسط چرخه طبیعت نیستند و بر پایه همین از جمله تهدیدات بزرگ برای محیط زیست به شمار می روند. متأسفانه استفاده از این ظروف در کشور ما بسیار رایج شده و از حد استاندارد بسیار بالاتر است. در حالی که در سراسر دنیا استفاده از این نوع ظروف به دلیل عدم بازیافت و سازگاری با محیط زیست منسوخ شده و مردم به سوی محصولات جای گزین قابل بازیافت نظیر ظروف کاغذی روی آورده‌اند اما در ایران این ظروف کماکان در تیراژ بالا مورد استفاده است. با این وجود تلاش‌هایی در جهت تولید ظروف جای گزین و قابل بازیافت در کشور آغاز شده و خبرهای خوبی در این رابطه به گوش می رسد.
فواید استفاده از ظروف یکبار مصرف گیاهی
از انطاف‌پذیری بیش‌تری نسبت به پلاستیک‌های معمول ساخته میشوند.
دمای ۹۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد را به راحتی تحمل می‌کنند
سازگاری با محیط زیست و تجزیه‌پذیری در خاک حداکثر پس از ۶ ماه
تجزیه در خاک بدون آثار تخریبی بر محیط زیست
عاری بودن از هر گونه آثار مضر پلاستیک‌های نفتی پس از تماس با مواد غذایی
وابسته نبودن به مواد اولیه نفتی و تقویت و توسعه صنایع کشاورزی
مصرف انرژی کم در فرآیند تولید محصول و امکان استفاده در صنایع بسته‌بندی غذایی
سرعت‌های تجزیه مواد مختلف در طبیعت
کاغذ……………………………………………..۴-۲ روز
برگ درخت………………………………………۳-۱ هفته
پوست پرتقال……………………………………۶ ماه
پاکت شیر……………………………………….۵ ماه
کیسه پلاستیکی……………………………..۱۰ تا ۲۰ سال
ظروف پلاستیکی…………………………….۵۰ تا۸۰ سال
قوطی آلومینیومی……………………………۸۰ سال
قوطی حلبی……………………………….. ۱۰۰سال
بطری پلاستیکی نوشابه……………….. ۴۵۰ سال
یونولیت……………………………………….هرگز
انواع کامپوزیت‌های سبز
کامپوزیت‌های بر پایه نشاسته ترموپلاستیک
کامپوزیت‌های بر پایه پلی‌لاکتیک‌اسید
کامپوزیت‌های برپایه سلولز
کامپوزیت‌های بر پایه کامپوزیت‌های آلکانوات‌ها
کامپوزیت‌های بر پایه سایر زیست‌پلیمرها
تفکیک مواد و بازیافت پلاستیک‌ها
امروزه استفاده از پلاستیک‌ها موجب نگرانی‌های بسیاری در جامعه بشری است. بزرگ‌ترین چالش در مورد پلاستیک‌ها مسأله درصد بازیافت این مواد است. در مقایسه با مواد دیگر مانند فلزات با ۳۵% قابلیت بازیافت، کاغذ ۳۰%، شیشه‌ها با ۱۸% قابلیت بازیافت، پلاستیک‌ها تنها ۴%-۳% قابلیت بازیافت دارند. مشکل دیگری که در بازیافت پلاستیک‌ها وجود دارد بحث انرژی بازیافت و دفن آنها به صورت زباله است. با توجه به آمارهای منتشر شده در اروپا ۵۰% از پلاستیک‌های تولید شده دوباره در چرخه تولید بازیافت نمی‌شوند. این مسأله زمانی نگران‌کننده می‌شود که میزان مصرف پلاستیک‌ها به چندین تن می‌رسد.
تفکر بازیافت محصولات مصرف شده به ماده‌ایی قابل استفاده، ایده تازه و جدیدی نیست. تاریخچه این تفکر به زمان تولید شیشه و استفاده مجدد از ضایعات شیشه برمی‌گردد. بازیافت مواد پلیمری نیز تاریخچه‌ای این چنین داشته است. یعنی در ابتدا محصولات پلاستیکی مصرف شده تنها به دلیل کمبود و یا گرانی مواد اولیه، جمع‌آوری و به کارخانجات تولیدی منتقل و در آنجا مجدداً به چرخه تولید برگردانده می‌شدند که البته امروزه هم سیستم غیر مکانیزه جمع‌آوری و بازیافت مواد در اکثر مناطق جهان به همین شیوه اجرا می‌گردد.
اگرچه هسته تفکر بازیافت مواد در ابتدا جنبه اقتصادی و بیشتر به عنوان راه‌کاری مناسب جهت کاهش هزینه‌های تولید قلمداد می‌شد ولی امروزه لزوم بازیافت محصولات پلیمری نه تنها از نظر اکونومیکی (اقتصادی) بلکه از نظر اکولوژیکی (زیست‌محیطی) نیز مورد توجه واقه شده است و حتی بحث زیست‌محیطی آن بسیار جدی‌تر و جنجال‌ابرانگیزتر از بحث اقتصادی‌اش مطرح است.
یکی از نکات مهم در ارتباط با استفاده و مصرف مواد بازیافتی رعایت قوانین بهداشتی است. بدیهی است که این موضوع برای آن گروه از محصولات مصرفی که مستقیماً در دسترس انسان قرار می‌گیرند از اهمیت بیش‌تری برخوردار خواهد بود. استفاده از مواد بازیافتی صرفاً زمانی مجاز خواهد بود که کلیه حقوق قانونی سلامت مصرف‌کننده در ارتباط با سلامت محصول لحاظ گردد.
سیستم‌های تفکیک مواد
وجود یک سیستم جداکننده (دستی، نیمه‌اتوماتیک و یا کاملاً اتوماتیک) جهت دستیابی به یکنواختی کیفی در گروه‌بندی محصولات پلیمری از ضروریات یک سیستم بازیافت محسوب می‌شود. جهت شناسایی و تفکیک محصولات جمع‌آوری شده می‌توان با توجه به نوع بازیافت از سیستم‌های مختلفی استفاده نمود. تفکیک محصولات بر اساس چگالی، تفکیک به روش غوطه‌وری-ته‌نشینی (Schwimm-Sink)، تفکیک به کمک اشعه مادون قرمز.
روش‌های بازیافت محصولات پلیمری
سیستم‌های گردشی بسته بدون تغییرات ماهیتی (شیمیایی) مواد
سیستم‌های گردشی بسته با تغییرات ماهیتی مواد
سیستم‌های گردشی بسته با تغییرات ماهیتی مواد
سیستم‌های تولید انرژی از ضایعات (Energietiches Recycling)
سیستم‌های ادغامی
بازیافت مواد بسته‌بندی
بر اساس سیستم دوال آلمان (Duales System Deutschland) تقسیم‌بندی مواد بسته‌بندی بر اساس ویژگی‌های فیزیکی-مکانیکی محصول تحت عنوان LVP (Leicht Verpackungen) یا بسته‌بندی‌های نرم به صورت ذیل انجام می‌گیرد.
فیلمهای بسته‌بندی EPS
فیلم‌هایی که از نظر ابعادی بزرگ‌تر از A4 باشند.
ظروف و بطری‌های PO
بطری‌های PET
بطری‌های شفاف تهیه شده از موادی همچون PE، PP، PS و یا مواد مختلط.
جهت تولید بطری از بازیافت بطری‌های مصرف شده از مواد PE، PP و PET کریستال (کدر) از دستگاهی به نام Flaschen Veredelungsanlagen استفاده می‌شود که می‌تواند از بطری‌های مصرف شده مجدداً بطری‌های قابل استفاده در همان رده مصرفی تولید نمود.
بر اساس رنگ‌بندی محصولات بازیافتی، هرچه رنگ محصول بازیافت شده روشن‌تر (شفاف‌تر یا بی‌رنگ‌تر) باشد به همان نسبت امکان رنگ‌آمیزی مواد بیشتر و لذا دامنه کاربردی آن نیز وسیع‌تر و قیمت آن هم جهت مصرف مجدد گران‌تر خواهد بود.
محصولاتی که دارای رنگ‌های تیره تا مشکی هستند و یا محصولاتی که شناسایی آنها به هر دلیل مشکل‌ساز می‌باشند. پس از جمع‌آوری به سیستم بازیافت مخلوط و یا به کوره‌های سوخت جهت تهیه انرژی منتقل می‌گردد.
همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.
info@fara-ps.com
