Blog

Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây đã nổi lên như một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho nhựa làm từ dầu mỏ truyền thống. Chúng không chỉ có khả năng phân hủy sinh học và có thể phân hủy mà còn có thể được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo và có thể có lượng khí thải carbon thấp hơn so với các loại nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, giống như bất kỳ vật liệu nào, nhựa sinh học tinh bột khoai tây đều có những ưu và nhược điểm riêng, và việc hiểu được những cân bằng này là rất quan trọng để đưa ra quyết định sáng suốt về việc sử dụng chúng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu những ưu và nhược điểm của nhựa sinh học tinh bột khoai tây, đồng thời khám phá một số hiểu biết đáng ngạc nhiên về loại hình vật liệu cải tiến này.

1. Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây

1.1. Nhựa sinh học tinh bột khoai tây là gì?

Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây là một loại nhựa phân hủy sinh học có nguồn gốc từ các vật liệu tự nhiên, chẳng hạn như tinh bột khoai tây và các nguồn tài nguyên tái tạo khác. Quá trình sản xuất nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây thường bao gồm chiết xuất tinh bột từ khoai tây và sau đó kết hợp nó với các thành phần tự nhiên khác, chẳng hạn như glycerol, để tạo ra một loại vật liệu có thể đúc và tạo hình thành nhiều dạng khác nhau.

Nhựa sinh học thu được có một số ưu điểm so với nhựa truyền thống, vì nó có thể phân hủy sinh học, nghĩa là nó có thể bị phân hủy tự nhiên bởi các vi sinh vật trong môi trường và không giải phóng các hóa chất độc hại hoặc hạt vi nhựa vào hệ sinh thái. Ngoài ra, nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây có lượng khí thải carbon thấp hơn và cần ít năng lượng hơn để sản xuất so với nhựa truyền thống.

1.2. Ai đã phát minh ra nhựa sinh học tinh bột khoai tây?

Pontus Törnqvist, một sinh viên trẻ người Thụy Điển, đã nghiên cứu tinh bột khoai tây trong số các loại tinh bột khác. Anh ấy có một sản phẩm đang cạnh tranh cho giải thưởng James Dyson nổi tiếng.

"Tôi quan tâm đến việc khám phá các giải pháp cho tuổi thọ sau sử dụng của vật liệu nhựa vứt đi," bản thân sinh viên này giải thích. Sự chênh lệch giữa lượng thời gian các cá nhân sử dụng đồ nhựa (20 phút) và thời gian chúng tồn tại trong môi trường (450 năm!) là điểm khởi đầu.

Pontus Törnqvist đã sử dụng phương pháp "thử và sai" vì ông tuân thủ quy trình khoa học truyền thống. "Lúc đầu, tôi tin rằng nghiên cứu của mình với nhựa nhiệt dẻo có thể phân hủy sinh học bằng cách nào đó có thể bao gồm tảo. Nhưng khi tôi đun nóng tảo, tất cả những gì tôi nhận được là một thứ giống như bánh quy tảo. Một lượng nhỏ chất lỏng mà tôi đã sử dụng để kết hợp tảo và tinh bột khoai tây rơi xuống sàn. Nó tạo ra một loại màng khi nó khô. Vì vậy, tôi đã dành tất cả năng lượng của mình để làm việc này.

Potato Plastic đã được tạo ra theo cách này. Từ ống hút đến dao kéo, vật liệu có thể phân hủy sinh học này có thể được sử dụng để tạo ra bất kỳ vật dụng nào thường làm từ nhựa vứt đi. Sau khi được sử dụng trong hai tháng, nó sẽ được ủ.

1.3. Ứng dụng nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây

Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Một số ứng dụng phổ biến nhất của nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây bao gồm:

• Đóng gói: Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây là đóng gói. Nhựa sinh học có thể được sử dụng để tạo ra nhiều loại vật liệu đóng gói, bao gồm màng, màng bọc, túi và hộp đựng.
• Các mặt hàng dịch vụ thực phẩm: Một ứng dụng phổ biến khác của nhựa sinh học dựa trên tinh bột khoai tây là sản xuất các mặt hàng dịch vụ thực phẩm. Những thứ này có thể bao gồm đĩa, cốc, đồ dùng và các vật dụng dùng một lần khác được sử dụng trong các nhà hàng và cơ sở kinh doanh ăn uống. Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây là một sự thay thế phù hợp cho các sản phẩm nhựa và giấy truyền thống.
• Nông nghiệp: Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây cũng có thể được sử dụng trong nông nghiệp, nơi chúng có thể được sử dụng để tạo màng phủ. Những màng này có thể được đặt trên đất, nơi chúng giúp giảm xói mòn đất và thúc đẩy tăng trưởng cây trồng.
• Dệt may: Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây có thể được sử dụng trong sản xuất dệt may. Tinh bột được chiết xuất từ khoai tây và chuyển thành sợi, có thể được dệt thành các sản phẩm dệt may. Những sợi này có thể được sử dụng để tạo ra quần áo, vải bọc và các sản phẩm dệt may khác.
• Thiết bị y tế: Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây cũng có thể được sử dụng trong sản xuất thiết bị y tế. Chúng là một sự thay thế phù hợp cho nhựa truyền thống trong sản xuất dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép.
• In 3D: Nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây có thể được sử dụng trong in 3D để tạo ra nhiều loại vật thể, từ nguyên mẫu đến sản phẩm tiêu dùng.

Nhìn chung, các ứng dụng của nhựa sinh học dựa trên tinh bột khoai tây vẫn đang phát triển và mở rộng khi các công nghệ và phương pháp mới được phát triển để tạo và sử dụng các vật liệu này. Mặc dù chúng chưa được sử dụng rộng rãi như nhựa truyền thống, nhưng chúng mang đến một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn để giảm tác động môi trường của việc sản xuất và thải bỏ nhựa.

2. Ưu và nhược điểm của nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây

2.1. Ưu điểm 

Nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có một số ưu điểm so với nhựa truyền thống từ dầu mỏ, bao gồm:

Khả năng phân hủy sinh học

Nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có khả năng phân hủy sinh học, nghĩa là chúng có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật trong môi trường, bao gồm vi khuẩn, nấm và tảo. Điều này trái ngược với nhựa làm từ dầu mỏ truyền thống có thể tồn tại trong môi trường hàng trăm năm. Khả năng phân hủy sinh học của nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có nghĩa là chúng có khả năng làm giảm lượng chất thải nhựa trong môi trường và ngăn ngừa tác hại đối với động vật hoang dã.

Tài nguyên tái tạo

Khoai tây, nguyên liệu thô được sử dụng để tạo ra nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây, là nguồn tài nguyên tái tạo có thể được trồng và thu hoạch hàng năm. Điều này trái ngược với nhựa làm từ dầu mỏ, có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo. Việc sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo làm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên hữu hạn và giúp thúc đẩy một nền kinh tế bền vững hơn.

Lượng carbon footprint thất

Nhựa sinh học tinh bột khoai tây có lượng khí thải carbon thấp hơn so với nhựa truyền thống. Việc sản xuất nhựa truyền thống đòi hỏi phải khai thác nhiên liệu hóa thạch, thải ra khí nhà kính và góp phần thay đổi khí hậu. Ngược lại, việc sản xuất nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây cần ít năng lượng hơn và thải ra ít khí nhà kính hơn. Điều này có nghĩa là nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có khả năng giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Tính linh hoạt

Nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm đóng gói, các mặt hàng dịch vụ thực phẩm, nông nghiệp, dệt may, thiết bị y tế và in 3D. Tính linh hoạt này làm cho chúng trở thành một sự thay thế hữu ích cho nhựa truyền thống trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Ngoài ra, các đặc tính của nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

Độ tương thích sinh học

Nhựa sinh học tinh bột khoai tây tương thích sinh học, nghĩa là chúng không gây hại cho mô sống. Điều này làm cho chúng trở thành một sự thay thế phù hợp cho nhựa truyền thống trong sản xuất thiết bị y tế, bao gồm cả dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép. Ngoài ra, nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác khi cần tiếp xúc với mô sống, chẳng hạn như băng vết thương và băng cá nhân.

Hấp dẫn với người tiêu dùng

Với nhận thức ngày càng tăng về các vấn đề môi trường, người tiêu dùng ngày càng quan tâm hơn đến các sản phẩm giảm thiểu tác động đến môi trường. Nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây cung cấp một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho nhựa truyền thống, khiến chúng trở thành một lựa chọn hấp dẫn đối với người tiêu dùng có ý thức về môi trường.

Việc sử dụng nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có khả năng làm giảm tác động môi trường của việc sản xuất và thải bỏ nhựa. Chúng có khả năng phân hủy sinh học, được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo, có lượng khí thải carbon thấp hơn, linh hoạt, tương thích sinh học và thu hút người tiêu dùng. Khi nhu cầu về vật liệu bền vững tiếp tục tăng, nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong nhiều ứng dụng.

2.2. Nhược điểm

Mặc dù nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có nhiều ưu điểm hơn so với nhựa truyền thống từ dầu mỏ, nhưng chúng cũng có một số nhược điểm đáng xem xét, bao gồm:

Giá thành

Việc sản xuất nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể đắt hơn so với nhựa truyền thống từ dầu mỏ. Điều này là do nguyên liệu thô được sử dụng trong nhựa sinh học đắt hơn và quy trình sản xuất thường phức tạp hơn. Chi phí của nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể khiến chúng kém cạnh tranh hơn với nhựa truyền thống trong một số ứng dụng, đặc biệt là trong các ngành mà chi phí là yếu tố chính.

Độ bền hạn chế

Mặc dù nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có khả năng phân hủy sinh học nhưng chúng không bền bằng nhựa truyền thống. Điều này có nghĩa là chúng có thể không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu sử dụng lâu dài hoặc tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt hoặc các điều kiện khắc nghiệt khác. Ví dụ, một số vật liệu đóng gói thực phẩm có thể cần phải chịu được nhiệt độ đóng băng hoặc nhiệt độ cao, điều này có thể khiến nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây bị phân hủy hoặc mất hình dạng.

Thách thức sản xuất

Việc sản xuất nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể là một thách thức, đặc biệt đối với các nhà sản xuất nhỏ không có khả năng tiếp cận với thiết bị chuyên dụng và chuyên môn. Quy trình sản xuất cũng có thể nhạy cảm với những biến động về nhiệt độ và độ ẩm, có thể ảnh hưởng đến chất lượng và tính nhất quán của sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra, quá trình tạo ra nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây cần một lượng nước đáng kể, đây có thể là một thách thức ở những khu vực có nguồn nước hạn chế.

Cạnh tranh sử dụng nguyên vật liệu

Nguyên liệu thô được sử dụng để tạo ra nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây cũng có thể được sử dụng để sản xuất thực phẩm. Điều này có thể tạo ra sự cạnh tranh cho các nguồn tài nguyên này, điều này có thể ảnh hưởng đến tính sẵn có và chi phí của các nguyên liệu thô được sử dụng trong sản xuất nhựa sinh học. Ngoài ra, việc sản xuất nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có khả năng chuyển hướng tài nguyên khỏi sản xuất lương thực, điều này có thể tạo ra các vấn đề ở những khu vực mà an ninh lương thực là mối lo ngại.

Tùy chọn tái chế hạn chế

Mặc dù nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có khả năng phân hủy sinh học, nhưng chúng có thể không phù hợp để tái chế giống như nhựa truyền thống. Điều này là do các chất phụ gia phân hủy sinh học được sử dụng trong nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có thể làm ô nhiễm dòng tái chế, gây khó khăn cho việc tái chế các vật liệu này theo cách giống như nhựa truyền thống. Điều này có thể hạn chế các lựa chọn xử lý nhựa sinh học tinh bột khoai tây vào cuối vòng đời của chúng.

Thời gian phân hủy sinh học

Mặc dù khả năng phân hủy sinh học là một trong những ưu điểm của nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây nhưng nó cũng có thể là một nhược điểm. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường, nhựa sinh học tinh bột khoai tây có thể mất vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm để phân hủy sinh học. Trong thời gian này, chúng vẫn có thể tạo rác và có khả năng gây hại cho động vật hoang dã. Ngoài ra, quá trình phân hủy sinh học có thể giải phóng khí mê-tan, một loại khí nhà kính mạnh, có thể góp phần gây ra biến đổi khí hậu.

Mặc dù nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây có nhiều ưu điểm hơn so với nhựa truyền thống nhưng chúng cũng có một số hạn chế có thể khiến chúng không phù hợp với một số ứng dụng nhất định. Khi công nghệ và quy trình sản xuất được cải thiện, một số hạn chế này có thể được khắc phục, làm cho nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây trở thành một giải pháp thay thế khả thi hơn cho nhựa truyền thống.

3. Làm thế nào để tạo ra nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây?

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách tạo nhựa từ đầu bằng cách sử dụng tinh bột khoai tây và các nguyên liệu gia dụng khác để biến nhựa thành nhựa. Bạn có thể chỉ sử dụng bột bắp thay cho tinh bột khoai tây nếu không muốn dành thời gian làm việc đó. Dưới đây là công thức nhựa sinh học tinh bột khoai tây chi tiết:

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu

Bước đầu tiên trong việc tạo ra nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây là thu thập tất cả các nguyên liệu cần thiết. Chúng thường bao gồm tinh bột khoai tây, nước, glycerol và giấm. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng tất cả các vật liệu đều có chất lượng cao và không chứa chất gây ô nhiễm, vì tạp chất có thể ảnh hưởng đến các đặc tính của nhựa sinh học cuối cùng.

Bước 2: Chiết xuất tinh bột

Bạn có thể tự hỏi làm thế nào chúng tôi có thể tạo ra nhựa từ củ khoai tây này khi bạn có một củ. Giải pháp là loại bỏ tinh bột. Chúng ta sẽ làm việc này như thế nào? MÁY XAY! Làm tinh bột khoai tây không quá khó vì khoai tây chứa khoảng 95% tinh bột (không bao gồm nước).

• 1) Lấy và rửa khoai tây.
• 2) Để loại bỏ hoàn toàn lớp vỏ, hãy sử dụng dụng cụ gọt vỏ.
• 3) Cắt khoai tây đã nướng thành những miếng có kích thước phù hợp với máy xay sinh tố của bạn.
• 4) Đổ đầy các viên đá và khoảng 1 cốc nước vào máy xay. Chạy máy ở mức cao trong một hoặc hai phút.
• 5) Để loại bỏ nước đục, hãy sử dụng bộ lọc cà phê.
• 6) Làm khô hỗn hợp không nhất thiết là cần thiết nếu bạn muốn làm nhựa ngay lập tức, nhưng nếu bạn cần lưu trữ lâu dài, hãy trải nó ra giấy sáp và đặt ở nơi sáng sủa để làm khô (nó có thể bị mốc nếu không thì).

Bạn có thể mua tinh bột làm sẵn, chất lượng cao hơn trên mạng hoặc tại cửa hàng tạp hóa gần nhà nếu không muốn tự sản xuất tinh bột. Nhựa cũng có thể được làm từ tinh bột ngô và tinh bột sắn.

Bước 3: Trộn tinh bột khoai tây và nước

Trong một cái chảo, trộn tinh bột khoai tây và nước với nhau cho đến khi tinh bột khoai tây hòa tan hoàn toàn. Tỷ lệ tinh bột khoai tây với nước có thể khác nhau tùy thuộc vào đặc tính mong muốn của nhựa sinh học cuối cùng, nhưng tỷ lệ điển hình là khoảng 1:10 (tức là 1 phần tinh bột khoai tây với 10 phần nước).

• 1) Đổ 60 ml (4 muỗng cà phê) nước lạnh vào cốc thủy tinh hoặc vật chứa khác trước khi đun nóng hỗn hợp.
• 2) Thêm 10 gam (hoặc khoảng 1 muỗng canh) tinh bột khoai tây hoặc ngô - tự làm hoặc mua - vào nước.
• 3) Thêm màu thực phẩm vào thời điểm này nếu cần nhựa nhiều màu sắc. Năm giọt nên là nhiều.

Bước 4: Đun nóng hỗn hợp

Giảm nhiệt xuống thấp và đánh hỗn hợp thường xuyên. Tăng nhiệt lên mức trung bình cao và đánh mạnh hơn nữa khi hỗn hợp bắt đầu đặc lại. Tiếp tục nấu nó khi nó bắt đầu sôi trong 5 phút. Bây giờ bạn sẽ có một sản phẩm "dính" mà bạn có thể đổ vào khuôn hoặc lên một miếng giấy nhôm/tấm giữ nhiệt silicone để làm khô. Bạn muốn nó cực kỳ trong suốt và dính (nhưng không giống như kem đánh răng, hãy nghĩ đến chất lỏng). Làm nóng hỗn hợp giúp kích hoạt tinh bột khoai tây và tạo ra một dung dịch đồng nhất, đồng nhất.

Bước 5: Thêm glycerol và giấm

Khi hỗn hợp đã đặc lại, bắc ra khỏi bếp và cho glycerol và giấm vào khuấy đều. Glycerol là chất làm dẻo giúp tạo độ mềm dẻo và đàn hồi cho nhựa sinh học, trong khi giấm hoạt động như chất bảo quản và giúp ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm. Lượng glycerol và giấm chính xác được sử dụng có thể khác nhau tùy thuộc vào đặc tính mong muốn của nhựa sinh học, nhưng tỷ lệ điển hình là khoảng 2-3 phần glycerol và 1 phần giấm trên 100 phần tinh bột khoai tây.

Bước 6: Đổ hỗn hợp vào khuôn

Sau khi hỗn hợp được trộn đều, nó được đổ vào khuôn hoặc trên một bề mặt phẳng và để nguội và cứng lại. Khuôn có thể được làm bằng nhiều loại vật liệu, chẳng hạn như silicon hoặc nhựa, và có thể được thiết kế để tạo ra một hình dạng hoặc kích thước cụ thể của nhựa sinh học. Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường có thể ảnh hưởng đến quá trình làm mát và đông cứng, và có thể mất vài giờ hoặc thậm chí vài ngày để nhựa sinh học đông kết hoàn toàn.

Bước 7: Lấy nhựa sinh học ra khỏi khuôn

Khi nhựa sinh học đã cứng lại, nó có thể được lấy ra khỏi khuôn và được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Nhựa sinh học có thể cần phải được cắt tỉa hoặc cắt theo kích thước hoặc hình dạng mong muốn, và bất kỳ cạnh thô hoặc khuyết điểm nào đều có thể được chà nhám hoặc làm nhẵn. Các tính chất cuối cùng của nhựa sinh học sẽ phụ thuộc vào công thức cụ thể và quy trình sản xuất được sử dụng, cũng như bất kỳ chất phụ gia hoặc phương pháp xử lý bổ sung nào có thể được áp dụng.

Nói tóm lại, việc sản xuất nhựa sinh học từ tinh bột khoai tây đòi hỏi sự chú ý cẩn thận đến từng chi tiết, thiết bị chuyên dụng và chuyên môn. Công thức và quy trình sản xuất có thể được điều chỉnh để đạt được các đặc tính cụ thể, chẳng hạn như tính linh hoạt, độ bền hoặc khả năng phân hủy sinh học và nhựa sinh học thu được có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như bao bì, sản phẩm dịch vụ thực phẩm và thậm chí cả thiết bị y tế. Khi nhu cầu về vật liệu bền vững tăng lên, nhiều nghiên cứu và phát triển hơn có thể sẽ được dành để cải thiện sản xuất và tính chất của nhựa sinh học làm từ tinh bột khoai tây và các nguồn tài nguyên tái tạo khác.

4. BiONext 400 - Giải pháp nhựa sinh học của EuroPlas

BiONext 400 là một hợp chất nhựa sinh học được làm từ nhựa sinh học và bột tinh bột biến tính, mang đến một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho nhựa truyền thống. Do được làm từ tinh bột, BiONext 400 có thể phân hủy sinh học trong vòng 12 tháng sau khi sử dụng, loại bỏ mọi lo ngại về quản lý và xử lý chất thải.

BiONext 400 là sản phẩm biocompound trên nền nhựa sinh học và tinh bột ngô biến tính.

BiONext 400 là một vật liệu linh hoạt cung cấp đầy đủ chức năng trong một hợp chất. Nó có thể được gia công trực tiếp mà không cần phối trộn thêm vật liệu, rất thuận tiện cho các nhà sản xuất muốn sản xuất các sản phẩm bền vững. Đây là một lựa chọn hiệu quả và thân thiện với môi trường cho các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như dao kéo dùng một lần, bao bì thực phẩm dùng một lần, v.v.

Nếu bạn có nhu cầu biết thêm thông tin chi tiết, hãy liên hệ với EuroPlas để được tư vấn và hỗ trợ.