با افزایش آگاهی جهانی محیط زیست ، مشکل آلودگی پلاستیکی مورد توجه نگرانی های زیادی از همه جنبه های زندگی قرار گرفته است. بسته بندی نوشیدنی یکبار مصرف ، به ویژه فنجان های یکبار مصرف ، مدتهاست که تحت سلطه محصولات پلاستیکی است که تخریب طبیعی آن دشوار است و باعث ایجاد بار زیادی بر محیط زیست شده است. به عنوان یک نوع جدید از محصول سازگار با محیط زیست ، یک فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری مجزا قابل استفاده یکبار مصرف به تدریج وارد چشم عموم شده است. این نه تنها نیازهای راحتی را برآورده می کند ، بلکه تأثیر منفی بر محیط زیست را نیز بسیار کاهش می دهد. با این حال ، بسیاری از مردم درباره اصل تخریب این نوع فنجان کاغذ اطلاعات کمی می دانند.
1. ساختار اساسی فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری یکبار مصرف یکبار مصرف
همانطور که از این نام پیداست ، فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری یکبار مصرف یکبار مصرف به یک فنجان نوشیدنی یکبار مصرف با یک ساختار کاغذی یک لایه و خاصیت زیست تخریب پذیر اشاره دارد. طراحی این نوع فنجان کاغذ ضمن دستیابی به دوستی محیطی ، قدرت ساختاری را حفظ می کند. هسته در انتخاب مواد و فرآیندهای ویژه نهفته است.
1.1 آشنایی با مواد ترکیب فنجان های کاغذ تک دیوار
فنجان های کاغذ تک دیوار عمدتا از دو قسمت تشکیل شده است:
بستر کاغذی: معمولاً از الیاف سلولز با کیفیت بالا ساخته شده است ، که از منابع تجدید پذیر مانند خمیر چوب ، خمیر بامبو و غیره ناشی می شود. ضخامت و چگالی کاغذ به طور خاص طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که بدن فنجان در هنگام استفاده از استحکام و مقاومت در برابر آب کافی برخوردار است.
پوشش تخریب پذیر: به منظور جلوگیری از نشت مایع ، دیواره داخلی فنجان کاغذ به طور کلی با یک لایه از فیلم مبتنی بر بیو پوشیده شده است. این پوشش جایگزین پوشش پلاستیکی سنتی است. مواد متداول شامل اسید پلیلاکتیک (PLA) ، بیوفیلم مبتنی بر نشاسته و غیره است که همه آنها دارای خواص زیست تخریب پذیر هستند.
1.2 ویژگی های اساسی مواد زیست تخریب پذیر
بزرگترین ویژگی این نوع فنجان کاغذ این است که هم پوشش و هم کاغذ را می توان با میکروارگانیسم ها تجزیه و تبدیل کرد و در نهایت تولید آب ، دی اکسید کربن و زیست توده ایجاد کرد و از مضرات پلاستیک باقیمانده طولانی مدت در محیط جلوگیری کرد. علاوه بر این ، بیشتر مواد مورد استفاده از منابع طبیعی و تجدید پذیر حاصل می شود که الزامات توسعه پایدار را برآورده می کند.
1.3 تفاوت از فنجان های پلاستیکی سنتی و فنجان های کاغذی معمولی
در مقایسه با فنجان های پلاستیکی سنتی ، این فنجان کاغذ به راحتی تخریب می شود و آلودگی ماندگار ایجاد نمی کند. اما مقاومت در برابر آب و مقاومت در برابر گرما معمولاً کمی نسبت به پلاستیک ها پایین تر است که با بهینه سازی مواد پوشش باید بهبود یابد.
در مقایسه با فنجان های کاغذی معمولی ، فنجان های کاغذی سنتی اغلب از پوشش های پلاستیکی غیر قابل تجزیه استفاده می کنند. این ساختار "کاغذ پلاستیکی" به طور طبیعی تجزیه شده و دستیابی به اهداف حفاظت از محیط زیست دشوار است. این محصول این مشکل را از طریق پوشش های مبتنی بر زیستی حل می کند.
2. تجزیه و تحلیل اصل علمی تخریب بیولوژیکی
تخریب به فرایندی اشاره دارد که در آن ماده آلی از طریق متابولیسم میکروارگانیسم ها (مانند باکتری ها ، قارچ ها و غیره) در محیط طبیعی به مواد بی ضرر تجزیه می شود. درک این فرایند می تواند مزایای زیست محیطی فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری یکبار مصرف یکبار مصرف را بهتر بشناسد.
2.1 تجزیه و تحلیل تجزیه و تحلیل چیست؟
تجزیه بیولوژیکی فرایندی است که در آن مواد توسط میکروارگانیسم ها در شرایط طبیعی تجزیه می شوند تا دی اکسید کربن ، آب ، متان ، نمک های معدنی و زیست توده تولید کنند. این فرایند به سیستم آنزیم میکروارگانیسم ها متکی است تا مواد پلیمری پیچیده را به ترکیبات ساده تجزیه کند.
2.2 نقش میکروارگانیسم ها در فرآیند تخریب
میکروارگانیسم ها با ترشح آنزیم های مختلف ، پوشش های سلولز و زیستی را در مواد فنجان کاغذ تجزیه می کنند. سلولز می تواند پیوندهای β-1،4 گلیکوزیدی سلولز را بشکند ، و بیوپلیمرها مانند PLA نیز به تدریج تحت کاتالیز میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند. میکروارگانیسم ها از این محصولات تجزیه به عنوان منابع کربن برای رشد و تولید مثل استفاده می کنند و چرخه تخریب را تکمیل می کنند.
2.3 عوامل محیطی مؤثر بر میزان تخریب
دما: به طور کلی ، دمای بالاتر منجر به فعالیت میکروبی می شود و سرعت تخریب را تسریع می کند. درجه حرارت در محیط های کمپوست صنعتی معمولاً در 55-60 ℃ حفظ می شود که بهترین شرایط تخریب است.
رطوبت: آب یک شرط لازم برای متابولیسم میکروبی است و رطوبت کافی باعث مهار روند تخریب می شود.
محتوای اکسیژن: بیشترین فرآیندهای تخریب به شرایط هوازی متکی هستند ، اما تخریب بی هوازی نیز ممکن است در بعضی از محیط ها رخ دهد.
مقدار pH و گونه های میکروبی نیز بر راندمان تخریب تأثیر می گذارد.
2.4 چگونه مواد قابل تخریب در فنجان های کاغذی به طور طبیعی تجزیه می شوند
قسمت سلولز فنجان های کاغذی را می توان به سرعت توسط میکروارگانیسم های مختلف در محیط تخریب کرد ، در حالی که پوشش های مبتنی بر زیستی مانند PLA برای ارتقاء تخریب به شرایط خاصی (مانند محیط کمپوست) نیاز دارند. به طور کلی ، مواد فنجان کاغذی می توانند طی چند ماه تا یک سال در یک محیط مناسب به طور کامل تخریب شوند تا از آلودگی انباشته جلوگیری شود.
3. مواد تخریب پذیر اصلی و کارکردهای آنها
مزیت اصلی فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری یکبار مصرف یکبار مصرف از نوآوری آن در علوم مواد ، عمدتاً شامل کاغذ مبتنی بر سلولز ، پوشش های مبتنی بر زیستی و مواد افزودنی است.
3.1 مواد کاغذی مبتنی بر سلولز
سلولز فراوان ترین پلیمر آلی روی زمین است و دارای طیف گسترده ای از منابع و تجدید پذیر است. آبگریزی بالا و ساختار متخلخل آن منجر به دلبستگی میکروبی و تجزیه می شود. طراحی کاغذ با کیفیت بالا می تواند قدرت و تخریب پذیری را در نظر بگیرد.
3.2 مکانیسم تخریب پوشش های مبتنی بر زیستی
پوشش های پلاستیکی سنتی رطوبت را مسدود می کند اما تخریب آن دشوار است ، در حالی که پوشش های مبتنی بر زیستی مانند PLA و فیلم های مبتنی بر نشاسته می توانند توسط میکروارگانیسم ها تحت شرایط کمپوست تخریب شوند:
PLA (اسید پولیلاکتیک): زنجیره مولکولی را از طریق هیدرولیز می شکند و به مونومرهای اسید لاکتیک تبدیل می شود ، که سپس توسط میکروارگانیسم ها متابولیزه می شوند.
فیلم های مبتنی بر نشاسته: حاوی مولکول های نشاسته ای غنی هستند که می توانند به سرعت توسط آنزیم های میکروبی به قندها تجزیه شوند.
این روکش ها به طور موثری از نفوذ مایع جلوگیری می کنند و در عین حال تجزیه پذیری نهایی را تضمین می کنند.
3.3 نقش کمکی عوامل تخریب پذیر
برخی از فنجان های کاغذی برای سرعت بخشیدن به میزان تجزیه و بهبود سازگاری با محیط زیست ، پروموترهای تخریب پذیر مانند آنزیم ها یا اصلاح کننده های سلولز طبیعی را اضافه می کنند.
4. فرآیند تخریب فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری یکبار مصرف یکبار مصرف
روند تخریب را می توان به چندین مرحله تقسیم کرد:
4.1 مرحله تجزیه جسمی
تحت تأثیر محیط ، مانند اکستروژن مکانیکی ، هوازدگی و خیس شدن ، ساختار سطح فنجان کاغذ به تدریج آسیب می بیند ، ریزگردها و منافذ را تشکیل می دهد و شرایطی را برای تهاجم میکروبی فراهم می کند.
4.2 مرحله تجزیه شیمیایی
آب به قسمت داخلی مواد فنجان کاغذ نفوذ می کند و باعث واکنش هیدرولیز می شود ، زنجیره پلیمر را می شکند ، وزن مولکولی را کاهش می دهد و به تدریج مواد را نرم می کند.
4.3 مرحله تخریب
میکروارگانیسم ها از آنزیم ها برای تجزیه سلولز و پلیمرهای روکش استفاده می کنند و آنها را به مولکول های ساده مانند دی اکسید کربن ، آب و زیست توده متابول می کنند.
4.4 محصولات تخریب و تأثیر محیطی آنها
محصولات تخریب عبارتند از: آب ، دی اکسید کربن و مواد آلی که در محیط جمع نمی شوند ، باروری خاک را ترویج می کنند و مواد سازگار با محیط زیست هستند.
5. آزمایش و استانداردهای عملکرد تخریب
به منظور اطمینان از ویژگی های زیست محیطی و اثر تخریب واقعی فنجان های کاغذی ، آزمایش مربوطه و سیستم های استاندارد ضروری است.
5.1 نمای کلی از استانداردهای تخریب داخلی و بین المللی
استانداردهای بین المللی: مانند ISO 17088 ، ASTM D6400 و غیره ، روش های آزمایش و شرایط صدور گواهینامه را برای پلاستیک های زیست تخریب پذیر تعیین می کند.
استانداردهای داخلی: بسیاری از کشورها همچنین روشهای تست مربوطه و الزامات فنی را تدوین کرده اند تا اطمینان حاصل شود که محصولات تعریف تجزیه پذیری را برآورده می کنند.
5.2. روشهای آزمایش برای عملکرد تخریب جام کاغذ
روشهای متداول عبارتند از:
تست محیط کمپوست: شرایط کمپوست صنعتی و میزان تخریب نمونه آزمایش را شبیه سازی کنید.
تست دفن خاک: برای ارزیابی میزان تخریب و درجه ، در خاک طبیعی دفن کنید.
تجزیه و تحلیل شیمیایی: از طیف سنجی و فناوری طیف سنجی جرمی برای تشخیص تغییرات در ساختار مولکولی استفاده کنید.
5.3. چگونه اطمینان حاصل کنیم که محصول واقعاً نیازهای تخریب را برآورده می کند
تولید کنندگان باید آزمایش بدنه صدور گواهینامه را انجام دهند و علائم مربوط به صدور گواهینامه محیط زیست را بدست آورند. در عین حال ، مصرف کنندگان نیز باید به توضیحات محصول و اطلاعات مربوط به صدور گواهینامه توجه کنند تا اطمینان حاصل کنند که آنها فنجان های کاغذی واقعاً سازگار با محیط زیست را انتخاب می کنند.
6 خلاصه
به عنوان یک جایگزین سازگار با محیط زیست ، فنجان نوشیدنی کاغذ دیواری مجزا یکبار مصرف یکبار مصرف با انتخاب مواد علمی و طراحی ساختاری معقول ، به تجزیه و تحلیل مؤثر می رسد. فرآیند تخریب آن شامل پیوندهای فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی متعدد است و اطمینان حاصل می کند که توسط میکروارگانیسم ها در محیط طبیعی کاملاً تجزیه شده است و از آلودگی طولانی مدت زباله های پلاستیکی جلوگیری می کند.
با درک عمیق اصل تخریب این فنجان مقاله ، ما نه تنها می توانیم از نظر علمی تر از مواد سازگار با محیط زیست استفاده و ترویج کنیم ، بلکه محبوبیت سبک زندگی سبز را نیز ترویج می کنیم. در آینده ، با پیشرفت مداوم فناوری مواد ، فنجان های کاغذی تخریب پذیر در تمام گوشه های جامعه به طور گسترده تر مورد استفاده قرار می گیرند تا به دستیابی به اهداف توسعه پایدار کمک کنند.
بگذارید به توسعه مواد سازگار با محیط زیست توجه و پشتیبانی کنیم و از سیاره خانه خود محافظت کنیم. $ $