خط تولید ظروف یکبار مصرف گیاهی-خط تولید ظروف یکبار مصرف نشاسته ای

موارد مصرف و کاربرد گرانول گیاهی

تا چند سال گذشته ظروف یکبار مصرف، ورقها و گرانولهـای مربـوط از مـوادی ماننـد پلـی اسـتایرن یـا پروپیلن ساخته میشد، همچنین برای انواع کیـسه هـا، نایلونهـای سـلفون از مـواد پلاسـتیکی اسـتفاده میگردید. اما بنابر دلایلی از جمله بالا رفتن سریع قیمت نفت، محدود بودن منـابع نفتـی، تجزیـه پـذیر نبودن (که باعث آلودگی و تخریب محیط زیست میشود) ، امروزه در اکثر کشورهای جهان سعی بر ایـن است که از مواد جایگزین استفاده شود تا مشکلات پلاستیک و مواد پایه نفتی را ن داشته باشند. پـس از مطالعات و انجام آزمایشات مختلف بر نشاسته، موادی تهیه گردیده است کـه همـان خـواص مقـاومتی و کاربردی پلاستیک را دارد ولی تجزیه پذیر بوده و در مدت زمان سه تا شش مـاه، 90 درصـد آن تجزیـه میگردد.

استفاده از این مواد علاوه بر قیمت تمام شده پایین، مزا یای زیاد دیگری نیـز دارد و بـه همـین دلیل استفاده از آن در دنیا بسیار گسترش یافته است . هـم اکنـون در بـسیاری از کـشورهای پیـشرفته، ظروف یکبار مصرف، انواع کیسه های خرید فروشگاهی، قطعات کوچک که باید خواص پلاستیکی داشته باشند از مواد نشاسته ای تجزیه پذیر ساخته میشوند.

ظروف یکبار مصرف گیاهی

ظروف یک بار مصرف، رایجترین و عمومیترین آلاینده محیط زیست قلمداد میشوند. از سویی روش زندگی امروزی و سهولت کاربرد این ظرفها، موجب رواج و گسترش کاربرد آنها میشود و از سوی دیگر به همین نسبت به سرعت محیط زیست را تخریب میکند. به تازگی چاره ای معقول برای این پدیده پیدا شده است، ظرف هایی که از مواد گیاهی و قابل تجزیه هستند. این فنآوری که منابع آن در کشور ما موجود است، شاید چاره خوبی برای استفاده از ظروف یکبار مصرف باشد.

واژه زیست تخریب پذیر به معنی موادی است که به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیر واحدهای متشکله خود، تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمیمانند. استانداردهای متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یک محصول وجود دارد که اغلب با تجزیه 60 تا 90 درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه مشخص میشود.
تولید پلاستیکها با استفاده از منابع طبیعی مختلف، باعث سهولت تجزیه آنها توسط تجزیه کنندگان 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 دستورکار بسیاری از کشورهای پیشرفته قرار گرفته است.

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 میگیرند و تجزیه کنندگان از جمله مهمترین این موجودات زنده در موضوع مورد بحث ما هستند.

بهره برداری از پلیمرهای گیاهی در صنعت باید از دو نقطه نظر مورد توجه قرار گیرد:

1. نقطه نظر محیط زیستی: این مواد باید به سرعت 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.
2. نقطه نظر صنعتی: این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت (از جمله دوام و کارایی) را داشته باشند و از همه مهمتر، پس از برابری یا بهبود کیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند.

بنابراین تولید پلیمرهای تجدید شونده با بهرهبرداری از کشاورزی، یکی از روشهای تولید صنعتی پایدار برای منظور دو روش اصلی به شمار میرود. ویژگی بارز پلیمر گیاهی این است که در محیطهای مختلف در مدت زمان کوتاهی تجزیه میشود. به همین سبب دولت طی بخشنامه ای به تازگی دستگاههای دولتی را به استفاده از ظروف یکبار مصرف گیاهی پوسیدنی ملزم ساخته و این موضوع بازار مصرف گستردهای را برای تولیدکنندگان این محصول بوجود آورده، به نوعی که در حال حاضر بازار مصرف این محصول با نوعی کمبود عرضه مواجه است.

مضرات ظروف یکبار مصرف پلاستیکی

بطور کلی پلاستیک ها ، پلیمرهایی هستند که از سنتز مواد اولیه بنام مونومر تهیه می شوند . مونومرها مواد سمی هستند که برای سلامت انسان مضذ است . در حالیکه پلیمرها خنثی هستند و خطری برای سلامتی انسان ندارند . اما اشکال کار اینجاست که معمولا در فرآیند تهیه پلیمر مقداری مونومر باقی می ماند . محققان به این نتیجه رسیده اند که استفاده از ظروف پلی استایرن برای مواد غذایی گرم و داغ از نظر بهداشتی به هیچ عنوان مناسب نیست . چون ظروف پلی استایرنی فوم و غیر فوم همیشه مقداری استایرن آزاد در ترکیبات پلیمری خود دارند که فوق العاده سرطانزاست . زمانی که ظروف پلی استایرن با مواد غذایی گرم و داغ به ویژه چرب تماس پیدا می کنند ،استایرن آزاد آن وارد ماده غذایی می شود و افرادی که بطور مستمر از غذاهای درون این ظروف استفاده می کنند دچار بیماری های خطرناکی از جمله سرطان می شوند .

در هنگام استفاده از از ظروف یکبار مصرف باید به علامت اختصاری که در کف ظرف حک شده است توجه کرد . استفاده از ظروف پلی اتیلنی (PE) و پروپیلنی(PP) که به رنگ سفید می باشند و عمدتا برای بسته بندی و نگهداری محصولات لبنی ،روغن و سرکه به کار می روند برای مواد غذایی گرم و مرطوب بلامانع است . استفاده از ظروف پلی استایرنی فوم دار (EPS) و ظروف پلی استایرنی سفید رنگ (HIPS) برای مواد غذایی گرم و مرطوب مشکلی ایجاد نمی کند ولی برای نگهداری مواد غذایی داغ مثلا با دمای 140 درجه سانتیگراد نامناسب است .
استفاده از ظروف پلی استایرنی شفاف (GPPS) تنها برای نوشیدنی های سرد مناسب است و برای مواد غذایی مثل چای و قهوه مناسب نمی باشد .

فواید استفاده از ظروف یکبار مصرف نشاسته ای

• پلیمرهای گیاهی نسبت به ظروفی که با پلاستیک های معمول ساخته می شود از انعطاف پذیری بیشتری بروردارند در ماکروفر قابل استفاده اند ، برخلاف پلی استایرن که استفاده از آن در دمای بالاتر از 65 درجه مجاز نیست ، دمای 90-100 درجه سانتیگراد را به راحتی تحمل می کند .
• سازگاری با محیط زیست و تجزیه پذیری در خاک حداکثر پس از 6 ماه
• تجزیه در خاک بدون آثار تخریبی بر محیط زیست
• عاری بودن از هرگونه آثار مضر پلاستیک های نفتی پس از تماس با مواد غذایی داغ
• وابسته نبودن به مواد اولیه نفتی و تقویت و توسعه صنایع کشاورزی
• مصرف کم انرژی در فرآیند تولید محصول و امکان استفاده در صنایع بسته بندی غذایی

فرآیند تولید ظروف یکبار مصرف نشاسته ای

فرآیند تولید ظروف یکبار مصرف نشاسته ای به سه بخـش اصـلی تقـسیم میـشود و نمـودار آن نیـز بـه صورت ساده نمایش داده میشود.

1. تولید گرانول از نشاسته با استفاده از دستاه میکسر دور بالا
2. تولید ورق از گرانول با استفاده از دستگاه اکسترودر
3. تولید ظروف یکبار مصرف با استفاده از ورق

از دیگر موارد استفاده در تولید اسباب بازی، ظروف تزریقی، بادی و ترموفرمینگ، انواع ورق برای استفاده در فرآیند های مختلف و ظروف نهایی ترموفرم شده برای کاربرد در بسته بندی مواد غذایی است. ظروف تهیه شده از این پلیمر های زیست تخریب پذیر در صورت مدفون شدن در خاک تحت پنج عامل شامل میکرو ارگانیسم های خاک، دما، رطوبت، اکسیژن و فشار خاک حداکثر در مدت شش ماه تجزیه شده و می پوسند .

اهمیت استراتژیک ظروف یکبار مصرف گیاهی

ظروف یکبار مصرف یکی از دغدغه های دوستداران محیط زیست است . این ظروف به واسـطه ترکیبـات پلاستیکی تجزیه ناپذیر هرگز قابل بازیافت و تجزیه توسط جرخه طبیعـت نیـستند و بـر پایـه همـین از جمله تهدیدات برای محیط زیست به شمار می روند . متاسفانه استفاده از این ظروف در کشور مـا بـسیار رایج شده و از حد استاندارد بسیار بالاتر است . با توجه به روند روز افزون اسـتفاده مـردم دنیـا از ظـروف یکبار صرف پلاستیکی و کلا پلاستیک های ساخته شده از مواد نفتی و عمر 300 ساله ایـن مـواد پـس از دفن در خاک ، آنها متوجه شدند بعد از مدت کوتاهی کره زمین را یک پوسته پلاسـتیکی احاطـه خواهـد کرد و تاثیرات کوتاه مدتی جون سرطان زایی و بلند مدتی جون تغییرات ژنی برای نسل هـای بعـدی بـه همراه خواهد داشت .

کار روی پلیمرهای گیاهی در جهان از سال 1970 و در زمان بحران نفت آغاز شد .در آنزمـان کـشورهای پیشرفته به فکر استفاده از موادی برای بسته بندی افتادنـد کـه وابـسته بـه نفـت و مـشتقات آن نباشـد ، بنابراین پلیمرهای گیاهی ساخته شده با ترکیباتی نظیر سیب زمینی ، ذرت و گنـدم مـورد آزمـایش قـرار
گرفت . این پلیمرهای هیدرو کربنی دارای خواص ضعیف پلیمری هستند که با تغییـر و اصـلاح آنهـا مـی توان به ویژگی های پلیمر نفتی رسید . شکل و ظاهر این ظروف کاملا مشابه ظـروف پلاسـتیکی اسـت بـا این تفاوت که زیست تخریب پذیر است.

تولید ظروف قابل بازیافت از پلیمرهای زیست تخریب پـذیر بـر دو پایـه طبیعـی و سـنتزی مـی باشـند . پلیمرها بر پایه مواد طبیعی ، بر اساس پلیمرهای با منشا حیوانی یا گیاهی است . عمـده تـرین و شـاخص ترین مواد اولیه طبیعی که در دنیا برای تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر مورد استفاده قرار می گیرنـد ، پلی ساکاریدها و بخصوص انواع نشاسته هاست که از گندم ،ذرت و سیب زمینی بدست می آید .

تنها برای استفاده از این پلیمرها در صنعت بسته بندی که نیاز به مواد مقام به محیط های آبی دارد ، می بایست ماهیت این ترکیبات از آب دوست (هیدروفیل) به آب گریز (هیدروذوب )تغییر یابد . مواد تشکیل دهنده پلیمرهای گیاهی در نقاط مختلف دنیا براساس مواد گیاهی فرق می کند . بطور مثـال در اروپا از نشاسته سیب زمینی و در امریکا از نشاسته ذرت و در استرالیا از نشاسته گنـدم اسـتفاده مـی شود .هرچند نشاسته سیب زمینی از لحاظ پلیمری دارای بیشترین خاصیت است ، اما در ایران از نـشاسته ذرت بیشتر استفاده می شود .
در استفاده از این ظروف هیچ محدودیتی وجود ندارد و تمام انواع ظروفی که بـا پلاسـتیک هـای معمـول ساخته می شوند با پلیمرهای گیاهی هم قابل تولید است .

فرآیند تولید گرانول گیاهی

فرآیند تولید این پلیمر ها شامل سه مرحله اطلاح نشاسته ذرت (سیب زمینی و گندم)، افزودن مواد کمکی و اکستروژن یا تهیه آمیزه نهایی می باشد. در مرحله نخست نشاسته گونه خوراکی توسط گروه های استری کننده واکنش داده شده و تغییر ماهیت هیدروفیلی به هیدرونوبی نشاسته صورت می پذیرد. در مرحله بعد، به نشاسته اصلاح شده مواد افزودنی مانند موم عسل، اسید های چرب گیاهی و غیره جهت ارتقای خواص فیزیکی پلیمر چون براقیت، نرمی و مقاومت گرمایی اضافه می گردد. پس از اختلاط در مخلوط کن های گرمایی ویژه، این مواد به بخش اکستروژن منتقل می شوند. در مرحله نهایی نیز آمیزه تهیه شده به صورت آمیزه ای یکنواخت به صورت گرانول تهیه شده و پس از رطوبت گیری (گاز گیری) آماده استفاده در فرآیند های مختلف می گردد.

گرانول های تهیه شده، پس از طی مراحل فوق وارد یک دستگاه اکسترودر با طراحی سیلندر و مارپیچ مختص پلیمر های گیاهی شده و پس از خروج از دای T شکل به صورت ورق وارد کلندر می گردد. در کلندر ضخامت ورق ها تنظیم شده و پس از پرس شدن و کاهش دما به صورت رول جمع آوری می شود. رول ورق گیاهی با عرض مناسب بسته بندی و آماده ارسال به بخش ترموفرمینگ یا تولید انواع ظروف بسته بندی می شود. در بخش ترموفرمینگ نیز ورق ها با ضخامت پهنای معین وارد دستگاه ترموفرمینگ شده و پس از پیش گرم شدن در دمای 80 درجه سانتی گراد به شکل محصول نهایی در می آید.

ماشین آلات تولید مورد نیاز تولید گرانول گیاهی