Tiểu Luận Vật liệu bao bì Sinh học

I. MỞ ĐẦU
Theo thống kê sơ bộ của Bộ Tài nguyên Môi trường, trung bình 1
ngày, 1 người tiêu dùng phải sử dụng ít nhất một chiếc túi nilon. Thời gian để
phân huỷ những chiếc nylon này là khoảng 50 năm sẽ ảnh hưởng không nhỏ
đến môi trường. Nhựa nhiệt dẻo phải mất từ 10 tới 30 năm, thậm chí là một
thế kỷ, mới có thể phân huỷ. Nếu mang đốt, chúng sẽ gây ô nhiễm không khí.
Trong khi đó, chôn lấp sẽ rất tốn đất và ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm. Hoạt
động tái chế cần đầu tư thiết bị máy móc đắt tiền, hiệu quả kinh tế thấp. Chỉ
riêng năm 1996, thế giới sử dụng 150 triệu tấn nhựa nhiệt dẻo.
Chính vì những lý do trên mà nhiều nước trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu
polymer tự phân huỷ kể từ những năm 1980 để sử dụng trong nông, lâm
nghiệp, chế biến thực phẩm (bao túi đựng thực phẩm) và y tế (màng mỏng phủ
vết bỏng và polymer để gắn xương). Năm 1980 trên thế giới mới chỉ có 7-12
sáng chế trong ngành này. Tuy nhiên, con số đó đã tăng lên 1.500 trong 10
tháng đầu năm 2003. Hiện Mỹ đã thay thế 30% nhựa nhiệt dẻo bằng polymer
tự phân huỷ.
Người Mỹ sử dụng 190lbs nhựa mỗi năm, trong đó khoảng 60lbs thì được
dùng để đóng gói và sẽ được bỏ đi ngay sau khi bao bì được mở. Nhiều vật
liệu plastic sẽ được bỏ trong nơi đổ rác và là nơi mà chúng tồn tại hàng
nhiều thế kỉ ở đó. Sự phát triển dân số liên quan đến vấn đề rác thải và
nhu cầu phát triển các vật liệu có tính chống đỡ tốt hơn, dẫn đến việc ra đời
các công ty nghiên cứu và chế tạo ra các vật liệu polyme phối trộn từ
nguồn nông nghiệp. Chúng ta tin tưởng rằng vật liệu polyme sinh học sẽ có
tiềm năng lớn trong thị trường đóng gói thực phẩm trong 10 năm tới. Sự có
mặt của nó góp phần làm giảm đi sự phụ thuộc vào dầu mỏ nước ngoài và
chúng ta sẽ giải quyết được vấn đề môi trường do bao bì plastic gây ra.
Trong những năm gần đây, các quốc gia có những đạo luật như: các cơ sở
sản xuất phải có trách nhiệm với các sản phẩm do mình làm ra ở giai đoạn
cuối vòng đời tồn tại của nó, chính sách giao vấn đề quản lý chất thải cho
các nhà sản xuất, giới hạn lượng bao bì đóng gói thực phẩm, khuyến khích
các tổ chức chính quyền sử dụng vật liệu sinh học. Những chính sách này
giúp cho việc tạo ra môi trường phát triển cho polyme sinh học.

II. GIỚI THIỆU CHUNG
Polyme được xem như là “xanh” thì phải thỏa mãn 2 yếu tố: Một là chúng
phải được tạo ra từ những nguồn nguyên liệu có thể tái tạo, làm đổi mới lại
được như: cây trồng Hai là chúng phải trở thành phân bón khi bị phân hủy.
Hai điều kiện này thì không phụ thuộc vào nhau. Có 2 loại polyme: tự
nhiên và tổng hợp. Polyme tự nhiên được tạo ra từ các nguồn có thể hồi
phục lại được : tinh bột, xenlulo và polyme tổng hợp thì dựa vào các chế
phẩm của công nghiệp dầu mỏ.
Bao bì sinh học là sản phẩm từ nguyên liệu tự nhiên, có thể là polymer
được tách trực tiếp từ sinh vật (dạng 1) hay polymer tổng hợp từ các
monomer có nguồn gốc sinh học (dạng 2), hay các hợp chất hữu cơ thiên
nhiên được biếnđổi(dạng3).
t i importn food packaging?
Bao bì từ vật liệu sinh học phải đáp ứng được các tiêu chuẩn như: tính
chống chấm (nước, khí, ánh sáng, mùi), đặc tính quang học (trong suốt, ),
tính co giãn, có thể đóng dấu hoặc in ấn dễ dàng, kháng nhiệt và hóa chất,
tính ổn định cũng như thân thiện với môi trường và có giá cả cạnh tranh.
Hơn nữa, bao bì phải phù hợp với quy định về bao bì thực phẩm, tương tác
giữa bao bì và thực phẩm phải đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm.
What are the merit of biobased and biodegradable packaging
Vật liệu sinh học có thể tự phân hủy trong thiên nhiên, vì vậy không ảnh
hưởng đến môi trường. Nhờ không sử dụng các hóa chất tổng hợp, bao bì từ
sinh học sẽ an toàn hơn đối với thực phẩm và sức khỏe của con người
MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU
Hiện nay, vật liệu bao bì sinh học chủ yếu từ polymer sinh học chẳng hạn
như : tinh bột, cellulose, protein, pullulan, gelatin và các monomer tù chất
hữu cơ lên men.
Vật liệu từ tinh bột : Đây là nguồn nguyên liệu phong phú, có sẵn và rẻ
tiền. Tinh bột có 2 thành phần là Amilose và Amilopectin.
Trong tự nhiên tinh bột có nhiều ở ngũ cốc, một số loại củ và một số loại
đậu.
Hạt tinh bột có thể được kết hợp với plastic truyền thống, đặc biệt kết hợp
với polyolefins. Khi đó plastic sẽ được phân hủy bởi vi sinh vật, vi sinh vật
sẽ sử dụng tinh bột, làm tăng độ xốp tạo khoảng trống làm mất tính nguyên
vẹn của mạng plastic.

Có 3 loại polyme phối trộn: poly(hydroxylalkanoates) (PHA), polylactic
acid (PLA), thermoplastic tinh bột (TPS). Ba loại này đang được quan tâm
trong những năm gần đây.
PLA được sản xuất từ sự lên men tinh bột (chủ yếu là tinh bột bắp). Loại
polyme này tiêu tốn ít năng lượng hơn plastic. Mặc dù những polyme này
rất thân thiện với môi trường, nhưng vẫn chưa sử dụng rộng rãi do chi phí
sản xuất còn cao. Polyme TPS là polyme 100% từ tinh bột đã có chỗ đứng
trên thị trường. Nó có ưu điểm là: chi phí năng lượng, giá cả thấp hơn so
với plastic truyền thống.
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn nhiều rào cản khiến chúng chưa
được sử dụng rộng rãi: sự hoài nghi của người tiêu dùng, chi phí nguyên
liệu, chi phí kỹ thuật.
Để vượt qua những rào cản đó chúng ta phải có những chính sách như sau:
Đưa ra những nghiên cứu mở rộng về việc đóng gói bao bì có bổ
sung khí quyển.
Tiếp tục nhắm vào các mặt hàng ở các cửa hàng tạp hóa, các sản
phẩm trái cây, rau, sản phẩm snack cho trẻ em và thực phẩm cho vật
nuôi trong nhà.
Tìm kiếm sự đồng tình ủng hộ của các tổ chức có quan tâm đến vấn
đề môi trường như: các trường đại học, cao đẳng, đồng thời tìm kiếm
các tổ chức nào cũng quan tâm đến vấn đề này để có thể giúp đỡ lẫn
nhau.
Nhấn mạnh vào sự tiện ích bởi vì còn rất nhiều người không quan
tâm đến môi trường và sự tiện ích của nó.
1.Vật liệu PLA:
Những vật liệu đóng gói bằng plastic vững chắc, sạch được sử dụng phải
thỏa mãn các điều kiện: không đắt tiền, nhẹ, sạch, không thấm khí, không
thấm nước và dầu.
Người ta sản xuất PLA dựa vào nguồn nguyên liệu từ tinh bột bắp. Bắp
được xay và cán. Sau đó sẽ được đường hóa thành các dextrin. Các dextrin
này sẽ được chuyển thành acid lactic qua quá trình lên men. Và rồi sẽ được
cô đặc, lúc này 2 phân tử lactic sẽ kết hợp lại thành cấu trúc vòng gọi là
lactid. Hợp chất lactid này sẽ được làm sạch qua quá trình chưng cất. Sau
dó chúng sẽ được trùng hợp tạo chuỗi polyme mạch dài. Để có nhiều loại
thì ta có thể thay đổi phân tử lượng và
.