Bao bì sinh học (BIOPLASTIC)

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 sau:

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.

[fusion_builder_container hundred_percent=”yes” overflow=”visible”][fusion_builder_row][fusion_builder_column type=”1_1″ background_position=”left top” background_color=”” border_size=”” border_color=”” border_style=”solid” spacing=”yes” background_image=”” background_repeat=”no-repeat” padding=”” margin_top=”0px” margin_bottom=”0px” class=”” id=”” animation_type=”” animation_speed=”0.3″ animation_direction=”left” hide_on_mobile=”no” center_content=”no” min_height=”none”]

Bao bì sinh học được làm từ 3 vật liệu sau:

Tinh bột
Cellulose
Chitin và chitosan

Vật liệu từ tinh bột

Đây là nguồn nguyên liệu có sẵn và rẻ tiền. Hạt tinh bột có thể được kết hợp với plastic ,đặc biệt kết hợp với polyolefins.

Có 3 loại polyme phối trộn:

Thermoplastic tinh bột (TPS)
Polyactic acid (PLA)
Polyhydroxyalkanoates (PHA)

TPS:

TPS là polyme 100% tinh bột.

Ưu điểm: 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:

Tinh bột và 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.

Tinh bột và Aliphatic polyesters (Polyeste béo)

Khi trộn tinh bột với polyester béo sẽ tạo thành vật liệu nhiệt dẻo và dễ thổi tạo hình, tăng thuộc tính cơ, giảm sự nhạy cảm với nước, tăng khả năng phân hủy.
Một số polyester béo thích hợp: poly-3-capro-lactone, các polymer tạo thành từ phản ứng của các glycol.

PLA

Là sản phẩm 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.

PLA sản xuất 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 lactic 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.

PHA

PHA (polyhydroxyalkanoates), được nghiên cứu để thay thế plastic, là thành phần được tìm thấy trong tế bào vi khuẩn (1925).

Hiện nay có 2 phương pháp để tổng hợp PHA:

PP lên men: Thu hoạch tinh bột =>Tách glucose => lên men bằng các VSV có khả năng tổng hợp PHA => rửa, xoáy đảo để thu nhận PHA à cô đặc, phơi khô trong khuôn.

PP Tổng hợp: Phát triển PHA trong cây trồng, trích ly và thu nhận PHA. Phương pháp này tốn kém năng lượng.

Vật liệu từ cellulose

Cellulose là nguồn nguyên liệu phong phú. Không hòa tan trong nước và hầu hết dung môi hữu cơ.

Cellophane (giấy bóng kính) là một trong những dạng phổ biến của bao bì xenllulose, được sử dụng cho nhiều loại thực phẩm bởi tính chống thấm dầu, ngăn cản sự tấn công của vi khuẩn và tính trong suốt của nó.

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.

Vật liệu từ chitin và chitosan

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.

Chitin

Tên hóa học: poly – N – Acetyl – D – Glucosamine.

Chitosan

Tên hóa học:

Poly – (1,4) – 2 – Amino – 2 – deoxy – D – glucan

Công thức phân tử:

Bao bì thông minh và năng động:

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.

Bao bì đụng thực phẩm bằng xốp PS phân hủy sinh học:

Công nghệ chế tạo PS phân hủy sinh học: Phương pháp 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.

Ban biên tập Ifood (Sưu tầm)

[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]