Способы получения биопластиков

Сейчас наибольшее распространение получило изготовление биоразрушаемой упаковки, основанное на введении в синтетический полимер веществ растительного происхождения. Они служат питательной средой для микроорганизмов, что приводит к нарушению целостности упаковки и, соответственно, к разрушению. Сырьем для получения этих веществ является: картофель, свекла, тапиока, зерновые и бобовые культуры, целлюлоза (древесина, хлопчатник, лигнин) и др. Также разработана композиция используется для выпуска пищевой упаковки и сельскохозяйственной пленки. Такой материал разрушается почти наполовину за 50 и практически полностью - через 80 дней. Так, материалы на основе поливинилового спирта способны биоразлагаться в горячей и холодной воде. Полимеры, изготовленные на основе молочного белка -казеина, полностью разрушаются при компостировании в течение 45 дней.

Новым упаковочным материалом является эколин. Его получают из полиэтилена с добавлением таких природных минеральных наполнителей, как известняк или доломит. Этот материал прошел сертификацию и в качестве упаковки может применяться для пищевых продуктов. Его преимуществами являются нетоксичность, дешевое минеральное сырье, меньший расход нефтепродуктов. К перспективной относится упаковка из кукурузы. Из кукурузы изготавливают разнообразную упаковку, например бутылки. Выпускают и пленку, которую используют не только как пищевую упаковку, но и применяют в других областях. Пленку можно производить и непосредственно из кукурузного крахмала, которым так богаты зерна этой культуры. Подобные упаковочные материалы быстро и полностью разлагаются в природных условиях и даже при сжигании не выделяют вредных веществ. Историческим фактом является то, что еще в 30-е годы прошлого века Генри Форд изучал возможности использования пластиков на основе сои для деталей своих автомобилей.

Биогенная упаковка. Ее можно изготовить, например, из древесной массы, которая накапливается в виде отходов при прочистке лесов. Такая упаковка полностью утилизируется под воздействием природных факторов. В качестве материала для создания биогенной упаковки могут использоваться отходы пищеперерабатывающей промышленности. Так, при изготовлении яблочного сока побочным продуктом являются яблочные выжимки, которые могут служить составной частью биоразлагаемой упаковки. Следующий путь - использование материалов на основе водорослей. Это быстрорастущее сырье — так некоторые виды водорослей могут за 12 часов вырасти на целый метр. После его использования он легко компостируется или подвергается вторичной переработке, например, с макулатурой. Как было установлено исследованиями, сине-зеленные водоросли, способны синтезировать целлюлозу. Ее можно использовать как биоразлагаемую добавку для изготовления бумаги, сохраняя тем самым наши леса от излишней вырубки. Если учесть, что цианобактерии живут на нашей земле повсюду уже 2,8 миллиарда лет, они представляют несомненный интерес для тароупаковочной промышленности, являясь воспроизводимым и экологически безвредным природным ресурсом. Сейчас во всем мире снова возрос интерес к упаковке, изготовленной из бумаги и картона. Хотя она и дороже полимерной, однако потребители (особенно в развитых странах) готовы платить больше, приобретая пищевой продукт, упакованный в экологически чистый материал природного происхождения. Большое внимание уделяется пергаменту, традиционно производимому из целлюлозы. Использованная пергаментная упаковка из-под кондитерских изделий или масло/жиросодержащих продуктов не загрязняет окружающее среду, хорошо биоразлагается и может являться вторичным сырьем, например, для удобрений или производства компоста, а также макулатурной добавкой при изготовлении бумаги.

Съедобная упаковка

Заслуживает внимание и упаковка из молока - новый вид так называемой «съедобной» пищевой упаковки. На основе молочного белка - казеина получают водонепроницаемую пленку. Такие тонкие пленки можно наносить непосредственно на пищевой продукт — они очень хорошо выполняют свои барьерные функции, т.е. защищают продукт от механических, атмосферных и других неблагоприятных воздействий. Так, в частности, они хорошо поддерживают влажность, и поэтому их применяют для сырков, а ламинированный пленочный казеин - для йогуртов. Казеин можно модифицировать, т.е. вводить в его состав витамины, ароматизаторы, антиоксиданты для улучшения питательных свойств и увеличения срока хранения. Такие упаковки получили название «активные», так как они принимают непосредственное участие в производстве пищевого продукта. Это новое и рациональное направление в пищевой промышленности. В организме человека они могут играть роль натуральных энтеросорбентов, выводя из организма тяжелые и токсичные металлы, радионуклиды. Согласно оценкам экспертов, такие технологии примерно в 50 раз дешевле по сравнению с традиционными химическими способами.

Умная упаковка

Скоро она будет выступать в роли детектора свежести продуктов питания. Для этого на нее будут наносить пластиковый диск (конечно, из биоразлагаемого полимера), который меняет цвет, когда продукт начинает портиться, например от бесцветного до розового или голубого - в зависимости от вида пищевого продукта. Первые диски уже появились для морепродуктов - рыбы креветок. Другой разработкой является продуктовый «светофор», наносимый на вакуумную упаковку, в частности, колбасные изделия, и имеющий два индикатора «сигнализирующих» о пригодности или испорченности продукта питания. Пока биоразлагаемые упаковочные материалы дороже традиционных. Но, несмотря на это, многие крупные розничные сети переходят на более современную упаковку. Возрастание объемов производства таких упаковочных средств приведет к снижению их стоимости.

Однако следует отметить, что пока еще производство и потребление биоразлагаемых упаковочных материалов и упаковок не решает полностью проблемы охраны среды обитания от использованной и изношенной полимерной упаковки и тары. Причин здесь несколько: - трудность регулирования скорости распада на свалках; - довольно высокая стоимость вводимых добавок.