बायोप्लास्टिक्स: बायोपॉलिमर और अनुप्रयोगों के प्रकार
बायोप्लास्टिक, या बायोपॉलिमर, भविष्य का विकल्प साबित हुआ है, लेकिन इसके नुकसान भी हैं। समझना
बायोप्लास्टिक्स, या बायोपॉलिमर, केवल प्राकृतिक सामग्री से बने बायोडिग्रेडेबल और कम्पोस्टेबल प्लास्टिक नहीं हैं। "बायोप्लास्टिक" नाम गैर-नवीकरणीय स्रोतों से बने प्लास्टिक को भी संदर्भित करता है, जैसे पेट्रोलियम, लेकिन जो बायोडिग्रेड, और प्लास्टिक जैसे अक्षय स्रोतों से उत्पादित प्लास्टिक, लेकिन जो बायोडिग्रेड नहीं करते हैं।
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यह देखते हुए कि व्यावहारिक रूप से मानव द्वारा उत्पादित सभी प्लास्टिक अभी भी मौजूद हैं और प्रत्येक वर्ष उत्पादित प्लास्टिक का लगभग एक तिहाई हिस्सा सीधे भूमि, समुद्र को प्रदूषित करता है और खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करता है, बायोप्लास्टिक, विशेष रूप से बायोडिग्रेडेबल वाले, को एक विकल्प के रूप में दिखाया गया है। मानवता का विकास।
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बायोप्लास्टिक के प्रकार
पॉलियामाइड बायोप्लास्टिक (पीए)
पॉलियामाइड (पीए) बायोमास से बना एक बायोप्लास्टिक है, लेकिन इसे पेट्रोलियम से भी बनाया जा सकता है। बायो-पॉलियामाइड का लाभ यह है कि इसे अक्षय स्रोतों से बनाया जाता है और इसे अरंडी के तेल से बनाया जा सकता है।
हालांकि, पॉलियामाइड, जिसे . भी कहा जाता है नायलॉन, कपड़ों के कपड़े, सहायक उपकरण और असबाब में बहुत मौजूद है, बायोमास से उत्पादित इसके संस्करण में भी बायोडिग्रेडेबल नहीं है।
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पॉलियामाइड बायोप्लास्टिक का उत्पादन अरंडी के तेल से भी किया जा सकता है, लेकिन इसका नुकसान भूमि का कम उपयोग है, जिसके लिए आवश्यक मात्रा में कच्चे माल (जो भोजन के उत्पादन के लिए जगह के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है) का उत्पादन करने के लिए अपेक्षाकृत बड़े सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है।
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एक और समस्या यह है कि नायलॉन यह अभी तक पुन: प्रयोज्य नहीं है।
पॉलीब्यूटिलीन टेरेफ्थेलेट एडिपेट बायोप्लास्टिक (PBAT)
पॉलीब्यूटिलीन टेरेफ्थेलेट एडिपेट, जिसे "पॉलीब्यूरेट" भी कहा जाता है, पेट्रोलियम से उत्पादित बायोप्लास्टिक के प्रकारों में से एक है, लेकिन यह बायोडिग्रेडेबल और कम्पोस्टेबल है। इसके गुण पॉलीब्यूरेट को कम घनत्व वाले पॉलीथीन को बदलने की अनुमति देते हैं, पेट्रोलियम से उत्पादित प्लास्टिक जो बायोडिग्रेडेबल नहीं है।
पॉलीब्यूरेट बायोप्लास्टिक का उपयोग मुख्य रूप से बैग के उत्पादन में किया जा सकता है। लेकिन इसमें गैर-नवीकरणीय स्रोत की आवश्यकता का नुकसान है।
पॉलीब्यूटिलीनसुकेट (पीबीएस) बायोप्लास्टिक
Polybutylenesuccinate (PBS) एक प्रकार का बायोप्लास्टिक है जो औद्योगिक परिस्थितियों में 100% बायोबेस्ड और बायोडिग्रेडेबल हो सकता है। इस प्रकार के बायोप्लास्टिक का उपयोग आमतौर पर उन बर्तनों में किया जाता है जिन्हें उच्च तापमान सहनशीलता क्षमता (100 डिग्री सेल्सियस से 200 डिग्री सेल्सियस) की आवश्यकता होती है।
यह एक क्रिस्टलीय और लचीला बायोप्लास्टिक है। पीबीएस उत्पादन का जैविक आधार, स्यूसिनिक एसिड नवीकरणीय स्रोतों से बनाया गया है और कार्बन पदचिह्न को कम करने में मदद करता है। गणना से पता चलता है कि जीवाश्म आधारित प्लास्टिक की तुलना में ग्रीनहाउस गैस (जीएचजी) उत्सर्जन को 50% से 80% तक कम किया जा सकता है। Succinic acid में CO2 को पकड़ने का भी फायदा होता है।
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पॉलीएलैक्टिक एसिड बायोप्लास्टिक (पीएलए)
लैक्टिक पॉलीएसिड (पीएलए) बैक्टीरिया से बना एक बायोप्लास्टिक है। इस प्रक्रिया में, वे स्टार्च युक्त सब्जियों जैसे चुकंदर, मक्का और कसावा (दूसरों के बीच) की किण्वन प्रक्रिया के माध्यम से लैक्टिक एसिड का उत्पादन करते हैं। पीएलए बायोप्लास्टिक का उपयोग खाद्य पैकेजिंग, कॉस्मेटिक पैकेजिंग, प्लास्टिक बाजार बैग, बोतलें, पेन, ग्लास, ढक्कन, कटलरी, जार, कप, ट्रे, प्लेट, ट्यूब के उत्पादन के लिए फिल्मों, 3 डी प्रिंटिंग फिलामेंट्स, डिवाइस मेडिकल, गैर- में किया जा सकता है। बुने हुए कपड़े, दूसरों के बीच में।
पीएलए बायोडिग्रेडेबल, यांत्रिक और रासायनिक रूप से रिसाइकिल करने योग्य, बायोकंपैटिबल और बायोएब्जॉर्बेबल है। पारंपरिक पेट्रोलियम प्लास्टिक, जैसे कि पॉलीस्टाइनिन (PS) और पॉलीइथाइलीन (PE) की तुलना में, जिसे ख़राब होने में 500 से 1000 साल लगते हैं, PLA छलांग और सीमा से जीत जाता है, क्योंकि इसका क्षरण होने में छह महीने से दो साल तक का समय लगता है। और जब इसका ठीक से निपटान किया जाता है, तो यह हानिरहित पदार्थों में बदल जाता है, क्योंकि यह पानी से आसानी से खराब हो जाता है।
नकारात्मक पक्ष यह है कि पीएलए उत्पादन करने के लिए एक महंगा प्लास्टिक है और इसकी खाद केवल आदर्श परिस्थितियों में होती है। एक और समस्या यह है कि अमेरिकी और ब्राजीलियाई मानक पीएलए को अन्य प्रकार के गैर-बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक के साथ मिलाने की अनुमति देते हैं, जो उपयोग के मामले में उनके गुणों में सुधार के बावजूद, पर्यावरणीय दृष्टि से उनकी गुणवत्ता को नुकसान पहुंचाते हैं।
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लेकिन हमें इसे स्टार्च प्लास्टिक के साथ भ्रमित नहीं करना चाहिए, जिसे थर्मोप्लास्टिक स्टार्च के रूप में जाना जाता है, क्योंकि पीएलए उत्पादन प्रक्रिया में, स्टार्च का उपयोग केवल लैक्टिक एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है। थर्मोप्लास्टिक स्टार्च प्लास्टिक के विपरीत, जिसका मुख्य कच्चा माल स्टार्च होता है। इन दो प्रकारों में से, पीएलए फायदेमंद है क्योंकि यह अधिक प्रतिरोधी है और सामान्य प्लास्टिक की तरह दिखता है, इसके अलावा 100% बायोडिग्रेडेबल (यदि इसकी आदर्श स्थितियां हैं)।
शैवाल से बने बायोप्लास्टिक
कंपनी अल्जीक्स बायोप्लास्टिक के उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण इनपुट विकसित करता है: शैवाल बायोमास। प्रदूषण के परिणामस्वरूप अत्यधिक शैवाल का उत्पादन यूट्रोफिकेशन के कारण होने वाली एक महत्वपूर्ण समस्या रही है (इस विषय को बेहतर ढंग से समझने के लिए लेख पर एक नज़र डालें: "यूट्रोफिकेशन क्या है?")। बायोप्लास्टिक के विकास के लिए शैवाल बायोमास के उत्पादन में मछली (खपत के लिए) और शैवाल का संयुक्त पालन किया जाता है। इस प्रकार के बायोप्लास्टिक्स के लाभ बायोडिग्रेडेशन, नवीकरणीय स्रोत उत्पत्ति, कम उत्पादन लागत और कृषि योग्य भूमि के साथ गैर-प्रतिस्पर्धा की संभावना है।
झींगा शैल बायोप्लास्टिक
झींगा के गोले, जो खाद्य उद्योग का एक प्रमुख अपशिष्ट हैं और यूके में प्रचुर मात्रा में हैं, का उपयोग बायोप्लास्टिक के विकास के लिए किया जा रहा है।
शॉपिंग बैग और खाद्य पैकेजिंग के उत्पादन के लिए इस प्रकार के बायोप्लास्टिक का उपयोग करने का विचार है।
नवीकरणीय स्रोत होने के अलावा, इस प्रकार का बायोप्लास्टिक बायोडिग्रेडेबल है, औद्योगिक कचरे का पुन: उपयोग करता है और इसमें रोगाणुरोधी, जीवाणुरोधी और जैव-संगत गुण भी होते हैं, जो खाद्य और दवा पैकेजिंग के लिए एक लाभ है।
लेकिन शायद यह उन लोगों के लिए अच्छा विचार नहीं है जो शाकाहारी दर्शन में माहिर हैं।
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Polyhydroxyalkanoate (PHA) बायोप्लास्टिक
Polyhydroxyalkanoate (PHA) बायोप्लास्टिक्स को बैक्टीरिया के विशिष्ट उपभेदों द्वारा विभिन्न तरीकों से उत्पादित किया जा सकता है। पहले मामले में, बैक्टीरिया को ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसे आवश्यक पोषक तत्वों की सीमित आपूर्ति के संपर्क में लाया जाता है, जो खाद्य और ऊर्जा भंडार के रूप में अपनी कोशिकाओं के भीतर PHA - प्लास्टिक ग्रेन्युल - के विकास को बढ़ावा देते हैं।
बैक्टीरिया का एक अन्य समूह जिसे पीएचए उत्पादन के लिए पोषक तत्वों की सीमा की आवश्यकता नहीं होती है, यह तेजी से विकास की अवधि के दौरान जमा होता है। दोनों समूहों के भीतर पीएचए को तब एकत्र किया जा सकता है, या संग्रह से पहले, आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से विभिन्न रासायनिक रूपों में संश्लेषित किया जा सकता है।
प्रारंभ में, पीएचए का व्यावसायीकरण उच्च उत्पादन लागत, कम पैदावार और सीमित उपलब्धता के कारण बाधित हुआ, जिससे यह पेट्रोकेमिकल मूल के प्लास्टिक के साथ प्रतिस्पर्धा करने में असमर्थ हो गया।
हालांकि, कुछ बैक्टीरिया की खोज की गई है जो विभिन्न कार्बन स्रोतों से पीएचए का उत्पादन करने में सक्षम हैं, जिनमें अपशिष्ट जल, वनस्पति तेल, फैटी एसिड, अल्केन्स और सरल कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं। यह इसके लाभों को बहुत बढ़ाता है - उदाहरण के लिए, PHA के उत्पादन के लिए कार्बन स्रोत के रूप में अपशिष्ट पदार्थों का उपयोग करने से PHA की लागत कम करने और अपशिष्ट निपटान की लागत को कम करने का दोहरा लाभ होगा।
2013 में, एक अमेरिकी कंपनी ने घोषणा की कि उसने सूक्ष्मजीवों से प्राप्त "बायोकैटलिस्ट" का उपयोग करके शर्करा, तेल, स्टार्च या सेल्युलोज की आवश्यकता को दूर करते हुए प्रक्रिया को और परिष्कृत किया है, जो मीथेन या डाइऑक्साइड कार्बन जैसी ग्रीनहाउस गैसों के साथ मिश्रित हवा को परिवर्तित करती है। बायोप्लास्टिक।
आगे के अध्ययन इन जीवाणुओं के जीन ले रहे हैं और उन्हें मकई के डंठल में डाल रहे हैं, जो तब बायोप्लास्टिक को अपनी कोशिकाओं में विकसित करते हैं। हालांकि, यह उत्पादन आनुवंशिक रूप से संशोधित मकई के डंठल पर आधारित है; और ट्रांसजेनिक्स अन्य समस्याओं के साथ-साथ एहतियाती सिद्धांत के अनादर से जुड़ा एक विषय रहा है। आप लेखों पर एक नज़र डालकर इस विषय को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं: "पर्यावरण एहतियाती सिद्धांत के प्रति सतर्क रहने के लिए कहता है" और "ट्रांसजेनिक मकई: जोखिमों और लाभों को समझें"।
PHA कुछ शर्तों के तहत पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल है, गैर-विषाक्त है और इसका उपयोग खाद्य पैकेजिंग से लेकर चिकित्सा प्रत्यारोपण तक कई तरह के अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।
जैव प्लास्टिक झांकना
मुख्य बायोप्लास्टिक्स, या बायोपॉलिमर, झांकना बायो-पॉलीइथाइलीन (पीई), बायो-पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), बायो-पॉलीइथाइलीन टेरेफलेट (पीईटी) और पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) हैं।
आप बूंद-इन वे बायोप्लास्टिक हैं जो पूर्ण या आंशिक रूप से बायोबेस्ड हैं, लेकिन बायोडिग्रेडेबल नहीं हैं; पारंपरिक प्लास्टिक के संकर संस्करण हैं। वे पारंपरिक प्लास्टिक से भिन्न हैं - पेट्रोलियम से 100% निर्मित - केवल आंशिक रूप से नवीकरणीय कच्चे माल के आधार के संबंध में, समान कार्यक्षमता को बनाए रखते हुए।
जैवप्लास्टिक झांकना अधिकांश उत्पादित जैव-पीईटी आंशिक रूप से जैविक फीडस्टॉक पर आधारित हैं, और पहले से ही जैव प्लास्टिक की वैश्विक उत्पादन क्षमता का लगभग 40% प्रतिनिधित्व करते हैं।
कई प्रकार के पारंपरिक प्लास्टिक जैसे पीई, पीपी और पीवीसी को बायोएथेनॉल जैसे नवीकरणीय संसाधनों से बनाया जा सकता है।
प्लास्टिक का एक लोकप्रिय उदाहरण झांकना यह है पौधे की बोतल, दुनिया के अग्रणी शीतल पेय निर्माताओं में से एक द्वारा उपयोग किया जाता है। बोतल अपने निर्माण में 30% संयंत्र-आधारित सामग्री का उपयोग करती है, पारंपरिक बोतल के समान विशेषताओं को बनाए रखती है और पूरी तरह से पुन: प्रयोज्य होती है। समय के साथ, बोतल के नवीकरणीय घटक के बढ़ने की उम्मीद है, जबकि जीवाश्म ईंधन आधारित सामग्री में कमी आएगी।
आप बूंद-इन सबसे तेजी से बढ़ने वाला बायोप्लास्टिक समूह है। उद्योग की रुचि दो मुख्य बिंदुओं पर आधारित है:
- आप बूंद-इन पेट्रोलियम से बने प्लास्टिक के समान गुण और कार्य हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें मौजूदा सुविधाओं में संसाधित, उपयोग और पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है और पारंपरिक प्लास्टिक के समान मार्गों का अनुसरण किया जा सकता है, जो नए या अतिरिक्त बुनियादी ढांचे की आवश्यकता को कम करता है और सभी स्तरों पर लागत को कम करता है।
- इन उत्पादों का नवीकरणीय (या आंशिक रूप से नवीकरणीय) आधार कार्बन पदचिह्न को कम करता है और साथ ही, उत्पादन लागत को कम करता है।
ब्राजील में, जैव ईंधन से पीई का उत्पादन समान है बूंद-इन, लेकिन प्लास्टिक को अक्सर "हरी प्लास्टिक" कहा जाता है।
- आखिर क्या है ग्रीन प्लास्टिक?
जैव ईंधन से बने बायोप्लास्टिक के साथ समस्या यह है कि वे अंतरिक्ष के लिए भूमि के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं जिसका उपयोग खाद्य उत्पादन के लिए किया जा सकता है और अभी तक बायोडिग्रेडेबल नहीं है। वे पैकेजिंग, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, सौंदर्य प्रसाधन, चिकित्सा उपकरण, खिलौने, स्वच्छता उत्पादों, जैसे सबसे विविध प्रकार की सामग्रियों में मौजूद हैं; और, अगर वे पर्यावरण में बच जाते हैं - मुख्य रूप से माइक्रोप्लास्टिक के रूप में - वे महत्वपूर्ण अल्पकालिक और दीर्घकालिक नुकसान का कारण बन सकते हैं।
- नमक, भोजन, हवा और पानी में माइक्रोप्लास्टिक होते हैं
जैविक अपशिष्ट बायोप्लास्टिक
क्या आपने कभी सोचा है कि कच्चे माल के रूप में जैविक कचरे का उपयोग करके बायोपॉलिमर का उत्पादन करना संभव होगा? ठीक यही पूर्ण चक्र बायोप्लास्टिक करने में कामयाब रहे: जैविक कचरे से बायोप्लास्टिक का उत्पादन।
यह विचार जैविक कचरे के अपघटन द्वारा उत्पादित ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन को कम करना है, जो मानवजनित ग्रीनहाउस गैसों के उत्पादन का तीसरा सबसे बड़ा स्रोत है।
Polyhydroxyalkanoate (PHA) बायोप्लास्टिक गैर-आनुवंशिक रूप से संशोधित बैक्टीरिया और जैविक कचरे से उत्पन्न होता है और सिंथेटिक प्लास्टिक की एक विस्तृत श्रृंखला की जगह ले सकता है। इस प्रकार का बायोप्लास्टिक अभी भी खाद और सड़ सकने योग्य है। एक अन्य लाभ यह है कि लागत के मामले में, यह पेट्रोकेमिकल मूल के प्लास्टिक के साथ प्रतिस्पर्धी है।
पॉलीथीन फुरानोएट (पीईएफ) बायोप्लास्टिक
पॉलीइथिलीन फुरानोएट (पीईएफ) पीईटी की तुलना में एक बायोप्लास्टिक है। यह 100% जैविक कच्चे माल से बना है और इसमें पीईटी की तुलना में बेहतर थर्मल और मैकेनिकल गुण हैं। पीईएफ बायोपॉलिमर शीतल पेय, पानी, मादक पेय, फलों के रस, खाद्य और गैर-खाद्य उत्पादों की पैकेजिंग के लिए आदर्श हैं। हालांकि, फाइबर और अन्य पॉलिमर जैसे पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर जैसे अन्य अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।
पीईएफ बायोप्लास्टिक्स के उत्पादन में, प्लांट-आधारित शर्करा को फ़्यूरैंडीकारबॉक्सिलिक एसिड (एफडीसीए) जैसी सामग्रियों में परिवर्तित किया जाता है, जिसका उपयोग पैकेजिंग उद्योग के लिए पॉलिमर के उत्पादन में किया जाता है।
इस प्रकार के बायोप्लास्टिक का नुकसान किसी भी अन्य उत्पादन के समान है जो एक इनपुट के रूप में वृक्षारोपण पर निर्भर करता है: लगाए गए क्षेत्रों के साथ प्रतिस्पर्धा।
क्या बायोप्लास्टिक इसका समाधान है?
भले ही उनके पास पारंपरिक प्लास्टिक के स्वच्छ विकल्प होने की क्षमता है, बायोप्लास्टिक भी अपने उत्पादन के दौरान पर्यावरण पर प्रभाव पैदा करते हैं और बायोडिग्रेडेबिलिटी या रीसाइक्लिंग की कोई गारंटी नहीं है।
बायोप्लास्टिक के कार्यान्वयन के अलावा, एक समाज को स्थिरता की तर्ज पर विकसित करने के लिए, खपत पर पुनर्विचार करना आवश्यक है। बायोप्लास्टिक के विकास के साथ-साथ, खपत को कम करना, प्लास्टिक के पुन: उपयोग और पुनर्चक्रण को बढ़ाना आवश्यक है। ये क्रियाएं सर्कुलर अर्थव्यवस्था के उपदेश के अनुरूप हैं।
अन्य विकल्प जैसे बेहतर डिजाइन बेहतर प्लास्टिक प्रदर्शन की अनुमति देने की भी आवश्यकता है। द्वारा प्रस्तावित कार्रवाई एलेन मैकआर्थर फाउंडेशन वे प्लास्टिक के सर्कुलर रिटर्न के विचार को भी पूरा करते हैं। इस विषय को बेहतर ढंग से समझने के लिए, लेखों पर एक नज़र डालें: "नई प्लास्टिक अर्थव्यवस्था: प्लास्टिक के भविष्य पर पुनर्विचार करने वाली पहल" और "सर्कुलर अर्थव्यवस्था क्या है?"।
सही ढंग से निपटान करें और नागरिक रवैया रखें
खपत किए गए प्लास्टिक कचरे को कम करने के लिए, पहला कदम सचेत खपत का अभ्यास करना है, यानी, पुनर्विचार करना और खपत को कम करना। क्या आपने कभी इस बारे में सोचा है कि हम दैनिक आधार पर कितने फालतू प्लास्टिक का उपयोग करते हैं जिनसे बचा जा सकता है?
दूसरी ओर, जब खपत से बचना संभव नहीं है, तो समाधान यह है कि उपभोग को यथासंभव टिकाऊ और पुन: उपयोग और/या पुनर्चक्रण के लिए चुना जाए। लेकिन सब कुछ पुन: प्रयोज्य या पुन: प्रयोज्य नहीं है। इस मामले में, निपटान सही ढंग से करें। मुफ़्त खोज इंजन पर देखें कि कौन से संग्रह बिंदु आपके घर के सबसे नज़दीक हैं ईसाइकिल पोर्टल .
लेकिन याद रखें: सही निपटान से भी प्लास्टिक पर्यावरण में बच सकता है, इसलिए जागरूकता के साथ इसका सेवन करें।
प्लास्टिक की अपनी खपत को कैसे कम करें, यह जानने के लिए इस लेख पर एक नज़र डालें: "दुनिया में प्लास्टिक कचरे को कैसे कम करें? आवश्यक टिप्स देखें"।
अधिक स्थायी रूप से उपभोग करने का तरीका जानने के लिए, लेख देखें: "स्थायी खपत क्या है?"। अपने पदचिन्ह को हल्का करें।
