将农业废物转化为环保型塑料

在意大利的古代港口热那亚，在Istituto Italiano di Tecnologia（IIT）的实验室表，覆盖着绿色，棕色和橙色堆的粉末可能会提醒印度霍利，印度的颜色节。但这是关于将可生物降解塑料从农业废物中制作生物降解的塑料的尖端研究场景，这是一个贫困管理在印度的差的组成部分是空气污染的根本原因。

这些来自水果和蔬菜废物的这些粉末是由Giovanni Perotto，Ilker Bayer和Athanassia Athanassiou组成的团队的IIT Genoa智能材料实验室部分的研究人员制造的生物塑料原料。

生物塑料源自可再生，植物的来源，如植物植物和油，木屑等，并且是化石燃料衍生塑料的潜在替代品。

在IIT Genoa，研究人员使用环保水基方法将这些粉末转变为不同灵活性和机械强度的生物塑料。

因此，虽然亮绿色粉末欧芹和菠菜茎变得柔软且可伸缩的塑料薄膜，但米壳产生更强大，更柔软的生物塑料版本。

“我们的主要方法是使用农业的废物，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。我们已经与热那亚的中央蔬菜市场以及其他生产者建立了强有力的合作，“智能材料实验室的团队领导者队长Despina Fragoul说。

来自水果和蔬菜废物的这些粉末是由IIT热那亚智能材料的研究人员制造的生物塑料的原料。照片由Iit-Istituto Italiano di Tecnologia。

“我们开发了一种技术为直接转型的无法进入生物塑料进入生物塑料的技术，”Fragouli说。

碎片讨论了与包括这个蒙大巴 - 印度记者在内的科学记者致辞委员会的环保智能材料研究，在统一于2019年7月举行的世界科学记者会议上组织。

IIT开发的技术，热那亚呼吸新的生命，进入富含纤维素的蔬菜和水果垃圾，并与循环经济的想法对齐，其中循环经济，元素的策略推动资源利用。

从粉末到塑料

这些生物塑料被促进为可生物降解和环保，可以两种方式生产，包括水基过程。

“首先，我们将农业废物粉末与可变量的生物聚合物材料混合，然后我们通过在工业中广泛应用的过程制造物体，如熔融挤出，注塑或模具铸造，”颅骨告诉Mongabay-India后续电子邮件。

“农业废物组分的量可以在生物复合材料中达到70-80％重量。因此，在最终复合材料中，非常少量的聚合物实际上是用作将粉末颗粒保持在一起的胶水，“颅骨说。

在第二种方法中，废粉末简单地与所定义的pH的特定溶剂或水混合而不加入任何其他组分。

“溶剂”攻击“并破坏废物纤维素组分的结晶度，导致均匀的溶液，并且在铸造和溶剂蒸发之后，形成均匀的塑料薄膜，”颅骨表示。

它可能需要几分钟到几个小时到达最终产品。

取决于植物物种，生物聚合物显示佩戴机械性能，从脆性和刚性（如稻壳聚合物）到柔软性和拉伸性（欧芹茎）。

研究人员解释说，由于制造过程的温和条件，起始蔬菜的颜色保持在生物塑料中。保留源材料的功能性质，如抗氧化能力甚至气味。

在抱着生物塑料的圆形斑块时，一个通知一个精致的香味，让人想起他们的来源：在一部电影中略带姜黄，棕色色的生物塑料咖啡的烤面包。

一旦生产，生物塑料可以分解成无毒的副产品。

“塑料以极高的变化率生物化，跨越几年到几年。生物塑料分解成低重量和无毒的副产品。我们证明，我们的生物复合材料在垃圾填埋场或甚至在家庭堆肥条件下或甚至在海中是可生物的。生产不是能源密集型，而且它们并不昂贵，“Fropouli说。

生物降解所需的时间取决于环境的温度和湿度以及塑料成分的性质添加了颅骨。例如，与非晶塑料相比，结晶塑料需要更多时间。

可生物降解的包装从朝鲜蓟。照片由Iit-Istituto Italiano di Tecnologia。

生物塑料可以帮助管理浪费吗？

印度聚合物科学家Vimal Katiyar看到了使用农业废物（生物量）来设计潜入的生物塑料系列的机会。他说它可以提高作物浪费的管理。

“看着印度作物燃烧问题的一种方法是使用这些废物的生物塑料和生物燃料，”Katiyar，即印度印度理工学院可持续聚合物卓越中心的协调员，Guwahati。

Katiyar说：“这也可以与生物犯规理念相结合，这意味着将生物质转变为能量和其他有益的副产品，包括生物塑料和生物燃料。”

印度新的和可再生能源部（MNRE）估计，该国每年每年生成约500万吨农业和农业工业残留物。这些残留物中的近百分之七十分为饲料，作为国内和工业部门的燃料和其他经济目的。

然而，在没有足够的情况下，可持续的管理实践，每年在印度每年都会燃烧大约92公吨的作物废物（生物量），导致空气污染。

在印度，关于塑造污染的行动一直处于中央和几个州政府的关注。但结果各州的结果变化。

有效的解决方案或在绿色洗手时尝试？

虽然生物塑料被认为是由于生产过程中温室气体的排放量低，但它们远离银弹到塑料堆积问题。对于一种，生物塑料在制造过程中可以比传统竞争对手更能能量密集。

此外，关于它们的生物降解性存在怀疑论：它们是否与常规塑料一样有害。生物塑料也可以比其常规对应物产生相对昂贵。

但Katiyar的原因是，生物塑料的投资值得金钱和时间，因为它们的生物降解得更快，而传统的塑料在400年内分解。“由于世界各地发生的生产过程的广泛研究，价格也将下降，”他说。

目前，生物塑料占每年生产约3.2亿吨塑料的百分之一。但随着需求增长和更复杂的材料，应用和产品的新兴，市场已经在每年增长。

Katiyar在广泛采用的生物塑料采用中承认全球三项最紧迫的挑战。

“虽然生物降解性是一个优势，但我们需要以安全的方式让它们在开放环境中分解。通常，该类的一些成功的塑料需要适当的基础设施，如高温堆肥设施来降低。其次，它们并不热稳定。食品包装的生物塑料必须能够为氧气渗透提供屏障，因此食物不会破坏。Katiyar解释说，市售的可生物降解的塑料不充分实现这一标准。

研究人员和他的同事们采取了这些挑战，继续前进。从他们的实验室中生物降解产品的越来越多的可生物降解产品包括从餐具，家用家具到来自原料的各种生物聚合物（如聚乳酸）的物品，例如木薯废料和甘蔗汁。

目前，Katiyar和他的团队正在研究一种制作能够容易在土壤中崩溃的生物塑料的过程。

“我们的产品也通过了热饮料测试，可用于储存热饮，与大多数生物塑料有关。与工业规模生产的其他可生物降解的塑料制片人相比，生产成本也可能降低。到目前为止，我们一次生产了几千克可生物降解的塑料，但我们现在正在尝试每年的吨，“他补充说。

据Iit-Guwahati的vimal Katiyar称，虽然生物降解性是一个优势，但我们需要以安全的方式将它们分解在开放环境中。从卓越中心为可持续聚合物的照片。（这个故事是第一次在Mongabay发表）