لا يمكن إنكار أن الخامات البلاستيكية تمثل جزءًا لا يتجزأ من حياتنا التكنولوجية والاستهلاكية والترفيهية. إنها رخيصة الإنتاج ومتنوعة للغاية، يمكن تشكيلها من الخامات البلاستيكية، وكبسها، وضغطها وتشكيلها إلى أي شكل تقريبًا، ولأي غرض من الأغراض. نحن جميعًا على دراية بالخامات البلاستيكية التي تشكل مواد التعبئة والتغليف التي تحافظ على سلامة الأطعمة والمشروبات وأدوات النظافة الخاصة بنا، والألعاب البلاستيكية المتينة والملونة التي يلعب بها أطفالنا، ولكن هذه المواد في كل مكان تُستخدم أيضًا في صنع المعدات والأدوات الطبية المنقذة للحياة، والملابس المانعة لتسرب الماء، وحتى السترات الواقية من الرصاص.

إذن ما هي الخامات البلاستيكية؟

يأتي مصطلح الخامات البلاستيكية من الكلمة اليونانية "plastikos"، وهو ما يعني أنها مناسبة للقولبة، وتشير فعليًا إلى المجموعة الضخمة من المواد الاصطناعية. معظم الخامات البلاستيكية من البوليمرات. تتكون هذه الجزيئات من جزيئات عضوية صغيرة تتحد مع بعضها البعض في سلاسل طويلة. تعتمد الخصائص النهائية لأي بوليمر - مثل المقاومة للحرارة أو مدى ليونته أو قابليته للتمدد - على التركيب الكيميائي للوحدات الفردية أو المونومرات، وكذلك طول سلاسل البوليمرات، وكيف تتفاعل هذه السلاسل مع بعضها البعض.

البولي إيثلين؛ PET، هو نوع من البوليستر، وهو واحد من أكثر الخامات البلاستيكية المصنعة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. يستخدم البوليمر في أشكاله المختلفة لصنع مجموعة كبيرة من البضائع، بما في ذلك تغليف وتعبئة الأغذية. ربما نكون على دراية بأسماء الخامات البلاستيكية الشائعة الأخرى، مثل البوليسترين، وكلوريد البوليفينيل (PVC).

يتم تصنيع غالبية الخامات البلاستيكية اليوم من الوقود الأحفوري مثل النفط الخام والفحم، ولكن التطورات العلمية التي تمت خلال السنوات الأخيرة جعلت من الممكن إنتاج الخامات البلاستيكية من مصادر مستدامة أو مشتقة من النباتات أو المواد الأولية، بما في ذلك قصب السكر أو نشا البطاطس أو السليلوز (الخشب) والذرة وفول الصويا ونفايات الزيوت النباتية وغيرها من النفايات الغذائية ونفايات المزارع. يعمل مهندسو الكيماويات والعمليات في جميع أنحاء العالم على تطوير طرق لإنتاج هذه البوليمرات والخامات البلاستيكية الحيوية التي يمكن أن تحل محل المواد المصنوعة من الوقود الأحفوري. اليوم، العديد من البوليمرات التي يمكن تصنيعها من مواد أولية قابلة للتجديد لها خصائص مماثلة لنظيراتها المشتقة من الوقود الأحفوري، وقد تكون قابلة للتحلل بالكامل وقابلة لإعادة التدوير.

الخامات البلاستيكية الحيوية كل يوم

طرق بديلة لصناعة الخامات البلاستيكية الحيوية

تستغل المؤسسات الصناعية وعلماء الخامات والمجموعات العامة والخاصة التطورات في التقنية "البيضاء"، أو التكنولوجيا الحيوية الصناعية، لتحسين العمليات التي يمكن تسخيرها لتطوير طرق موفرة للطاقة وموفرة للموارد لتصنيع الخامات البلاستيكية الحيوية المستدامة والخضراء.

إليك فقط بعض الأمثلة القليلة:

  • قام فريق من جامعة باث بالمملكة المتحدة بتطوير طريقة لتصنيع الميكروبيدات القابلة للتحلل تمامًا من السليلوز. 
  • يقوم مشروع EUROPHA الممول من الاتحاد الأوروبي بتطوير البولي هيدروكسي ألكانويت الطبيعي القابل للتحلل بنسبة 100٪ (لتطبيقات الخامات البلاستيكية الحيوية القائمة على PHA) لتطبيقات تعبئة وتغليف الأغذية1.  
  • تقوم شركة Biofase المكسيكية للبوليمرات بإنتاج قش الخامات البلاستيكية الحيوية وأدوات المائدة من بذور الأفوكادو كبديل للمنتجات ذات الاستخدام الواحد المصنوعة من البتروكيماويات. 
  • قامت شركة Ecovative Design ومقرها نيويورك بتطوير تقنية تسخر الفطريات من أجل إنتاج بدائل بلاستيكية ذات قاعدة حيوية يمكن تحويلها إلى مجموعة واسعة من المنتجات، من السترات المعزولة والملابس التقنية والأحذية إلى الإسفنج لتطبيقات مستحضرات التجميل. 
  • GC Innovation America هي جزء من شركة الكيماويات PTT Global Chemical Company التي تتخذ من تايلاند مقرًا لها، والتي تعمل على تطوير الكيماويات القائمة على عناصر حيوية، بما في ذلك البوليمرات الحيوية، باستخدام حمض السكسينيك المشتق من مصادر متجددة.
  • تقوم شركة Lyspackaging الفرنسية الناشئة بإنتاج الزجاجة النباتية، وهي منتج بديل بنسبة 100٪ من الخضروات والسماد الطبيعي لزجاجات المياه البلاستيكية التقليدية القائمة على البترول، والتي لا يتم إعادة تدوير 200,000 طن منها كل عام في فرنسا وحدها.

تشير التقديرات إلى أنه على الرغم من أن الخامات البلاستيكية الحيوية تمثل حاليًا حوالي 1٪ من إجمالي كمية الخامات البلاستيكية المنتجة عالميًا كل عام 2، إلا أن الطاقة الإنتاجية لإنتاج الخامات البلاستيكية الحيوية في ازدياد، وقد تصل السوق العالمية للبوليمرات الحيوية التي بلغت 6.95 مليار دولار في عام 2018 إلى 14.92 مليار دولار بحلول عام 2023 3.

التمويل العام أمر حاسم لدعم الابتكار في هذا المجال. ففي نهاية عام 2018، تعهدت حكومة المملكة المتحدة بمبلغ 60 مليون جنيه إسترليني لدعم تطوير طرق مستدامة لتحويل النفايات الزراعية والغذائية والصناعية إلى عبوات صديقة للبيئة4. يمول الاتحاد الأوروبي بالمثل مجموعة من المبادرات، بما في ذلك تطوير عمليات تحويل نفايات قصب السكر إلى بوليمرات حيوية للتطبيقات المقاومة للحريق، والبلاستيك الحيوي الذي يمكن تشكيله ليصبح مواد لتعبئة وتغليف الأغذية قابلة للتحول إلى سماد بنسبة 100٪5

الخامات البلاستيكية تُكمل الحلقة

تعتمد العمليات الجديدة لتحويل الكتلة الحيوية إلى البوليمرات الحيوية والبلاستيك الحيوي على تقنيات ومعدات معالجة فعالة ومعتمدة. وكشركة رائدة عالميًا في مجال التكنولوجيا الحيوية البيضاء، تحتل GEA موقع الصدارة في هذا المجال، وتعمل في قطاع الخامات البلاستيكية الحيوية منذ أكثر من عقد من الزمن لتطوير واختبار وتحسين المعدات والتقنيات التي تُمكِّن الصناعة من التوسع في البحث والتطوير والعمليات التجريبية في مسارات التصنيع التجارية القابلة للحياة.

الخامات البلاستيكية الحيوية تُكمل الحلقة

يجمع المتخصصون في GEA بين المعرفة التفصيلية للمراحل الرئيسية في التصنيع، بما في ذلك استخدام المركبات الوسيطة التي تعتمد على المواد الحيوية، مثل حمض السكسنيك، والتي توفر طرقًا بديلة لتصنيع الخامات البلاستيكية الحيوية. مثال آخر هو إنتاج حمض اللبنيك من مصادر نباتية. يُستخدم حمض اللبنيك لتصنيع حمض بولي أكتيك (PLA)، وهو بديل مستدام حيوي لـ PET، وواحد من أكثر أنواع الخامات البلاستيكية الحيوية انتشارًا على مستوى العالم.

يمكن لمهندسي GEA أن يصمموا أنظمة مخصصة لمراحل عمليات المعالجة السابقة واللاحقة في تصنيع المواد الوسيطة والبوليمرات الحيوية. تمتد محفظة GEA لتشمل حلولًا للتخمير وفصل الكتلة الحيوية باستخدام أجهزة الطرد المركزي أو الترشيح بالغشاء، جنبًا إلى جنب مع تقنيات التنقية بالتقطير أو البلورة المذابة أو الترشيح بالغشاء، والمعالجة السابقة بما في ذلك التركيز، البلورة، وتجفيف المنتج النهائي.

تُعتبر GEA جزءًا من مبادرة PRODIAS التي يمولها الاتحاد الأوروبي والتي تبلغ تكلفتها 14 مليون يورو، وتعمل من خلالها ثماني مؤسسات في جميع أنحاء أوروبا على تطوير تكنولوجيات مستدامة ستخفض تكلفة إنتاج بدائل متجددة للمنتجات القائمة على الوقود الأحفوري6.

والأهم من ذلك، تعمل GEA مع المؤسسات لحل مشكلات المعالجة وتحسين الكفاءة، والمساعدة على تحويل المفاهيم المبتكرة إلى عمليات صناعية قابلة للتطبيق لتصنيع الخامات البلاستيكية الحيوية والمنتجات الحيوية الأخرى. صُمم كل حل للمساعدة في توفير استخدام الطاقة والمياه، وإعادة تدوير الحرارة الزائدة، وتقليل النفايات والانبعاثات حيثما أمكن، بحيث يتم تنفيذ عمليات معالجة مستدامة باستخدام التقنيات المستدامة.

الانتقال إلى الأعلى
المؤخرة