Báo cáo: Vật liệu bao bì Bioplastic ppt

CHỦ ĐỀ: VẬT LIỆU BAO BÌ BIOPLASTIC
Vật liệu bao bì sinh học
I. Mở Đầu
Theo thống kê của bộ tài nguyên môi
trường, trung bình 1 ngày, 1 người phải sử dụng
ít nhất 1 chiếc túi nilong. Thời gian để phân hủy
những chiếc túi nilong này là khoảng 50 năm sẽ
ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường.
Chính vì lí do trên nhiều nước trên thế giới
đã nghiên cứu và sản xuất những loại polyme tự
phân hủy.
Giới thiệu chung:
Polyme được xem là “xanh” thì phải thỏa mãn
2 yêu cầu:
- Được tạo từ những nguồn nguyên liệu
có thể tái tạo.
- Phải trở thành phân bón khi bị phân
hủy.
 Bao bì sinh học là sản phẩm từ nguyên liệu tự
nhiên. Bao bì từ vật liệu sinh học phải đáp ứng được
các tiêu chuẩn như:
•
Tính chống thấm.
•
Đặc tính quang học.
•
Tính co giãn.
•
Có thể đóng dấu và in ấn dễ dàng.
•
Kháng nhiệt và hóa chất.

•
Ổn định, thân thiện với môi trường và có giá cả
cạnh tranh.
•
Hơn nữa bao bì phải phù hợp với quy định về
bao bì thực phẩm, tương tác giữa bao bì và thực
phẩm phải đảm bảo chất lượng và an toàn thực
phẩm.
1. TPS:
• Polyme TPS là polyme 100% tinh bột
đã có chỗ đứng trên thị trường. Nó có
ưu điểm là: chi phí năng lượng thấp,
giá cả thấp hơn với plastic truyền
thống.
•
Để có những thuộc tính như plastic,
TPS được trộn với các vật liệu khác.
Tinh bột liên kết với các polyme khác,
với hàm lượng tinh bột lớn hơn 50%
sẽ tạo nên các loại plastic khác.
a. Starch/ Vinyl alcohol copolymers
•
Có nhiều loại plastic với hình dạng và hoạt tính
khác nhau.plastic chứa tinh bột có tỷ lệ AM/AP
lớn hơn 20/80 sẽ ko hòa tan ngay cả ở trong
nước sôi,ngược lại thì sẽ bị hòa tan từng phần.
•
Điểm hạn chế của vật liệu này là giòn và nhạy
cảm với độ ẩm.

•
Cơ chế của sự phân hủy:
•
Thành phần tự nhiên: dù được che chắn bởi
cấu trúc mạng nhưng vẫn bị phân hủy bởi
enzyme ngoại bào của vsv. Thành phần tổng
hợp được phân hủy do sự hấp phụ bề mặt của
vsv.
b. Aliphatic polyesters:
•
Khi trộn tinh bột với polyester béo sẽ tạo thành
vật liệu nhiệt dẻo và dễ thổi tạo hình.
•
Một số polyester béo thích hợp: poly -
3 - capro - lactone, các polymer tạo thành từ
phản ứng của các glycol. Sự kết hợp này sẽ
tăng thuộc tính cơ, giảm sự nhạy cảm với
nước, tăng khả năng phân hủy.
• Đã có nhiều nghiên cứu thay thế bao bì
plastic từ các chế phẩm dầu mỏ bằng bao bì
plastic từ bắp. Vật liệu làm từ nguồn nguyên
liệu này hạn chế việc gây ô nhiễm môi
trường do khi phân hủy không tạo ra các chất
gây độc.
2. PLA
 Được SX từ sự lên men tinh bột. Loại
polyme này tiêu tốn ít năng lượng hơn plastic.
Mặc dù thân thiện với môi trường nhưng ko
được sử dụng rộng rãi do chi phí SX cao.
 Người ta SX PLA dựa vào nguồn nguyên

liệu từ tinh bột bắp. Bắp được xay và cán. Sau
đó đường hóa thành các dextrin. Các dextrin
này sẽ chuyển thành acid lactic trong quá trình
lên men.
•
Quá trình cô đặc sẽ làm cho 2 phân tử plastic
kết hợp lại thành cấu trúc vòng goi là lactid.
Hợp chất này sẽ được làm sạch qua quá trình
chưng cất. Sau đó chúng trùng hợp tạo chuỗi
polyme mạch dài
•
Sau đó, vật liệu này được bán cho các cty và
được gia công thêm để cho ra sp cuối cùng.
Sau 1 thời gian sử dụng thì PLA sẽ bị hủy đi
hoặc tái chế lại.
•
Sản xuất bao bì PLA (polylactic acid) từ vỏ
quả dưa hấu:
- Hiện nay nguồn nguyên liệu từ vỏ quả
dưa hấu rất dồi dào, giá trị không cao nên
tận dụng sản xuất bao bì sẽ phù hợp.
- Vỏ dưa hấu sau khi được nghiền (nếu
vỏ khô bỏ thêm nước) rồi tiến hành lên men
acid lactic để thu được dung dịch acid lactic.
Sau đó tiến hành kết tinh để tinh sạch lactic
rồi tiến hành polyme hóa ta thu được
polylactic acid. Sau đó định hình theo hình
dạng theo yêu cầu.
Nghiền nhỏ

Polymer hóa
Polylactic acid
Định hình
Vỏ dưa hấu
Cấy giống vi khuẩn lactic
Dung dịch acid lactic
Kết tinh để tinh sạch lactic
Sản phẩm
II.2. Vật liệu từ cellulose:
•
Cellulose là nguồn nguyên liệu phong phú. Ko
hòa tan trong nước và hầu hết dung môi hữu
cơ. Cellophane (giấy bóng kính) là 1 trong
những dạng phổ biến của bao bì xenllulose,
được sd cho nhiều loại thực phẩm bởi tính
chống thấm dầu, ngăn cản sự tấn công của vi
khuẩn và tính trong suốt của nó.
Vd: chúng ta có thể gói bánh mì bằng
cellulophan -1 loại vật liệu phân hủy sinh học
• Ngoài ra cellulose acetate được kết hợp với tinh bột
tạo nên plastic dễ phân hủy bởi vsv. Cellulose cũng
kết hợp với chitozan tạo màng có khả năng thấm khí
và thấm nước cao.
II.3. Vật liệu từ chitin và chitosan
Chitin được tổng hợp chủ yếu bởi côn trùng, tôm
cua và nấm sợi, là 1 loại composit bền vững tạo bộ
khung ngoài bảo vệ cho chúng. Chitin khi khử
nhóm acetyl sẽ tạo thành chitosan.

1. Chitin
Tên hóa học: poly – N – Acetyl – D – Glucosamine.
Công thức phân tử:
2. Chitosan
Tên hóa học:
Poly - (1,4) – 2 – Amino – 2 – deoxy – D – glucan
Công thức phân tử:
IV. Bao bì thông minh và năng động:
1. Những ứng dụng của OLED và RFID:
Hiện nay, thành tựu nghiên cứu về các loại
màn hình diode phát sáng hữu cơ (OLED –
organic Light emitting diode) và các chíp nhận
dạng tần số sóng vô tuyến (RFID – Radio
Frequency Identifacation) đang được ứng
dụng rộng rãi để sản xuất ra các loại bao bì
hiển thị thông tin như: “xin đừng ăn tôi, tôi đã
hết hạn sử dụng”, “hãy chưng cách thủy tôi”
Các thông tin này giúp khách hành tránh được
nhiều rủi ro về vệ sinh y tế và nhưng nguy cơ
bị ngộ độc.
2. Bao bì đụng thực phẩm bằng xốp PS phân
hủy sinh học:
 Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển
một phương pháp mới để tạo ra xốp PS phân
hủy sinh học.
 Hiện nay, các nhà khoa học thuộc ĐH khoa
học công nghệ ở Trung Quốc đã phát triển 1
phương pháp mới gắn các hạt nhựa hấp thụ
nước đường kính khoảng 5 micromet và
styren trước khi được polyme hóa để tạo PS.

 Khi loại PS này tiếp xúc với nước, các hạt
polyme nở ra, phá hủy cấu trúc polyme thành
bột sau đó sẽ bị phân hủy sinh học. Xốp PS rẻ
hơn so với các vật liệu thường, phân hủy
nhanh hơn và không bị mất tính năng trong khi
dùng.