آلودگی پلاستیکی به یک مسئله زیست‌محیطی فزاینده تبدیل شده است و تهدیدات قابل توجهی برای اکوسیستم‌ها، حیات وحش و سلامت انسان ایجاد می‌کند. سالانه صدها میلیون تن زباله پلاستیکی وارد اقیانوس‌ها می‌شود و توده‌های زباله عظیمی را تشکیل می‌دهد که اکوسیستم‌های دریایی را ویران می‌کند. در خشکی، تجمع زباله‌های پلاستیکی نه تنها فضای باارزشی را اشغال می‌کند، بلکه مواد مضری را نیز آزاد می‌کند که خاک و آب‌های زیرزمینی را آلوده می‌کند.

پلاستیک‌های سنتی مبتنی بر نفت بسیار بادوام هستند و برای تجزیه به صدها یا حتی هزاران سال زمان نیاز دارند که منجر به آلودگی طولانی‌مدت محیط زیست می‌شود. در پاسخ به این چالش، کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر به عنوان یک راه‌حل بالقوه ظهور کرده‌اند. برخلاف کیسه‌های پلاستیکی معمولی، نسخه‌های زیست تخریب‌پذیر طوری طراحی شده‌اند که تحت شرایط خاص از طریق عملکرد میکروبی تجزیه شوند و در نهایت به طبیعت بازگردند و آلودگی طولانی‌مدت را کاهش دهند. با این حال، اثربخشی و پایداری کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر همچنان موضوع بحث است.

مزایای زیست‌محیطی کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر با مواد اولیه آن‌ها آغاز می‌شود. این کیسه‌ها به جای پلیمرهای مبتنی بر نفت، عمدتاً از منابع گیاهی تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت، نشاسته کاساوا یا نشاسته سیب‌زمینی استفاده می‌کنند. این مواد نه تنها پایدار هستند، بلکه می‌توانند تحت شرایط خاص تجزیه شوند.

در حال حاضر بازار چندین نوع رزین پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر را ارائه می‌دهد:

• اسید پلی لاکتیک (PLA): یک پلیمر ترموپلاستیک مشتق شده از نشاسته ذرت تخمیر شده، نیشکر یا سایر منابع تجدیدپذیر. PLA زیست سازگاری و زیست تخریب‌پذیری عالی را ارائه می‌دهد و آن را برای بسته‌بندی مواد غذایی، ظروف یکبار مصرف و منسوجات مناسب می‌کند.
• پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها (PHA): دسته‌ای از پلی استرهای طبیعی که از طریق تخمیر باکتریایی تولید می‌شوند. PHA زیست تخریب‌پذیری و زیست سازگاری قوی را نشان می‌دهد و در محیط‌های مختلف تجزیه می‌شود.
• پلاستیک‌های مبتنی بر نشاسته: مخلوطی از نشاسته و سایر پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر. این مواد در حالی که مقرون به صرفه هستند، خواص مکانیکی و مقاومت در برابر آب ضعیفی دارند.
• پلاستیک‌های مبتنی بر سلولز: مشتق شده از سلولز (مؤلفه اصلی دیواره سلولی گیاهی). این پلاستیک‌ها زیست تخریب‌پذیری و تجدیدپذیری عالی را ارائه می‌دهند، اما با هزینه‌های تولید بالاتری همراه هستند.

ارزیابی پایداری کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر مستلزم در نظر گرفتن چندین عامل است:

• کاربرد زمین: کشت محصولات برای تولید پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر به منابع زمینی نیاز دارد که به طور بالقوه بر تنوع زیستی و اکوسیستم‌ها تأثیر می‌گذارد.
• مصرف آب: تولید کشاورزی به منابع آبی قابل توجهی نیاز دارد که باید برای تأثیرات محلی ارزیابی شود.
• استفاده از کود و آفت‌کش‌ها: کشاورزی معمولاً شامل این نهاده‌ها می‌شود که می‌تواند بر کیفیت خاک و آب تأثیر بگذارد.
• مصرف انرژی: رشد، برداشت و فرآوری محصولات به انرژی نیاز دارد که به تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند.

رزین ماده اولیه اصلی برای تولید کیسه‌های پلاستیکی است. در حالی که فرآیند تولید شبیه به رزین‌های پلاستیکی سنتی است، مواد منبع به طور قابل توجهی متفاوت هستند. رزین‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر عمدتاً از نشاسته ذرت، کاساوا یا سیب‌زمینی استفاده می‌کنند. این فرآیند شامل حرارت دادن، اختلاط و اکستروژن برای ایجاد گلوله‌های رزین بادوام و انعطاف‌پذیر برای تولید کیسه بعدی است.

برای PLA، فرآیند تولید شامل موارد زیر است:

1. استخراج نشاسته: مشتق شده از ذرت یا سایر گیاهان.
2. تخمیر: تبدیل نشاسته به اسید لاکتیک.
3. پلیمریزاسیون: اسید لاکتیک به PLA پلیمریزه می‌شود.
4. گلوله سازی: PLA ذوب، اکسترود و به گلوله بریده می‌شود.

تولید رزین انرژی و آب قابل توجهی مصرف می‌کند و در عین حال زباله تولید می‌کند. این اثرات زیست‌محیطی باید با تولید پلاستیک سنتی مقایسه شود.

پس از تولید رزین، کیسه‌ها با استفاده از اکستروژن فیلم دمیده تولید می‌شوند. این فرآیند رزین را ذوب می‌کند، آن را به یک حباب باد می‌کند، آن را به یک فیلم خنک می‌کند و سپس آن را به اندازه‌ها و شکل‌های مختلف کیسه‌های پلاستیکی برش داده و مهر و موم می‌کند.

مراحل اصلی عبارتند از:

1. ذوب رزین: گرم کردن گلوله‌های رزین تا زمانی که ذوب شوند.
2. اکستروژن: مجبور کردن رزین مذاب از طریق یک قالب برای تشکیل یک لوله.
3. تورم: گسترش لوله به یک حباب.
4. خنک کننده: جامد کردن حباب.
5. تخت کردن: فشار دادن حباب به یک فیلم.
6. برش و آب بندی: ایجاد ابعاد نهایی کیسه.

پس از تشکیل کیسه، چاپ ممکن است برای برندسازی یا طراحی اعمال شود. جوهرهای مبتنی بر سویا معمولاً استفاده می‌شوند، زیرا غیر سمی، سازگار با محیط زیست هستند و رنگ‌های زنده و ماندگاری تولید می‌کنند.

هر دسته از کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر تحت آزمایش‌های دقیقی قرار می‌گیرد تا دوام، استحکام و انطباق با استانداردهای پایداری تأیید شود. این امر تجزیه کامل در یک بازه زمانی مشخص را تضمین می‌کند.

کیسه‌های تأیید شده در سراسر جهان بسته‌بندی و توزیع می‌شوند و به کسب‌وکارهای در هر اندازه‌ای این امکان را می‌دهند تا پایداری را در عملیات خود افزایش دهند.

فرآیند تخریب کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر برای ارزیابی اثرات زیست‌محیطی بسیار مهم است. مراحل کلیدی عبارتند از:

1. هیدرولیز: مولکول‌های آب پیوندهای پلیمری را می‌شکنند و وزن مولکولی را کاهش می‌دهند.
2. اکسیداسیون: اکسیژن با پلیمرها واکنش نشان می‌دهد و محصولات اکسیداسیون ایجاد می‌کند.
3. زیست تخریب: میکروارگانیسم‌ها پلیمرها را مصرف می‌کنند و آن‌ها را به دی اکسید کربن، آب و زیست توده تبدیل می‌کنند.

در حالی که تولید کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر در حال حاضر گران‌تر از پلاستیک‌های سنتی است، پذیرش مصرف‌کننده به دلیل افزایش آگاهی زیست‌محیطی در حال افزایش است. انتظار می‌رود تقاضای بازار به طور پیوسته افزایش یابد.

تولیدکنندگان پیشرو نشان می‌دهند که تولید پایدار نیازمند تعهد در سراسر زنجیره تأمین، از مواد اولیه تا توزیع نهایی است.

کیسه‌های پلاستیکی زیست تخریب‌پذیر به عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌های معمولی در رسیدگی به آلودگی، پتانسیل دارند. با این حال، اثربخشی و پایداری آن‌ها نیازمند ارزیابی مداوم است. از طریق تجزیه و تحلیل مبتنی بر داده‌ها و نوآوری مستمر، این محصولات می‌توانند به آینده‌ای پایدارتر کمک کنند.