Ложка-картошка: в России создали одноразовую посуду из крахмала
Из обычного крахмала, картофельного или зернового, ученые создали полностью биоразлагаемый пластик, который не наносит вреда природе при утилизации. Сделанная из него одноразовая посуда настолько безвредна, что ее при желании можно даже съесть после использования. При условии оперативного внедрения разработки первое в стране производство инновационной посуды и упаковки может появиться уже в конце 2019 года.
Под давлением звука
Импортные биопластики, создаваемые с помощью специальных штаммов бактерий, пока слишком дороги в производстве. К тому же рецептура таких материалов подразумевает использование в их составе сильных кислот, которые способны нанести вред почве и сельскохозяйственным культурам при утилизации. Более экологичным решением для разгрузки переполненных свалок может стать изготовление полимеров из доступного растительного сырья.
Одну из оригинальных технологий производства подобных материалов предложили отечественные ученые, которые научились создавать пластиковые изделия из обычного крахмала — картофельного или зернового. Чтобы осуществить этот процесс, природный материал нужно подвергнуть специальной обработке с помощью ультразвука.
Фабрика по производству крахмала
— Его источник мы погружаем в водный композиционный раствор из растительных биополимеров, после чего материал проходит дальнейшую тепловую обработку, — пояснил магистрант кафедры «Пищевые и биотехнологии» Южно-Уральского государственного университета Артем Малинин.
По словам ученого, в результате воздействия ультразвука возникает кавитационное давление, которое позволяет добавкам (например, пектинам) встроиться в материал и изменить его свойства.
Для регулирования таких свойств биопластика, как эластичность и водонепроницаемость, в водный композиционный раствор вносят пластификаторы и дополнительные пищевые добавки.
Стакан, выполненный из биопластика, основой которого стал кукурузный крахмал
По словам разработчиков, использование ультразвука позволило им отказаться от альтернативных способов обработки (в частности, использования химикатов и генетически модифицированного сырья), что сделало технологию максимально экологичной. Кроме того, появление данного способа производства может обеспечить российским производителям интеллектуальную независимость, поскольку детали уже существующих способов модификации крахмала, как правило, составляют коммерческую тайну иностранных компаний.
Сытная тарелка
На финальной стадии работы с полимером в процессе формовки получают готовые изделия.
— Из нашего биополимера можно создать широкий ассортимент пленок, которые планируется использовать для изготовления прочных пакетов, одноразовой посуды, упаковочных материалов и капсульных оболочек для лекарств, — рассказал магистрант кафедры «Пищевые и биотехнологии» Южно-Уральского государственного университета Арам Цатуров.
По словам ученых, получившаяся упаковочная биопленка обладает высокой эластичностью и прозрачностью в сочетании со способностью выдерживать значительные нагрузки.
Производство неразлагаемой пластиковой пленки
— Если говорить про инновационную посуду, то она настолько безвредна, что ее даже можно съесть после использования, — отметил Арам Цатуров. — Причем такой «пище» можно придать антиоксидантные свойства, что сделает такие тарелки и ложки еще и полезными для организма.
В качестве одной из важных особенностей изделий из нового материала разработчики называют возможность их создания на стандартном оборудовании, использующимся на современных нефтехимических предприятиях. Благодаря этому они планируют внедрить свою разработку с минимальными затратами.
Отличные потребительские качества необычных полимерных изделий подтвердили и в торговых компаниях, которые занимаются реализацией экологичной продукции.
— По внешнему виду изделия из крахмала напоминают премиальный пластик, но при этом они не ломаются и не деформируются благодаря повышенной гибкости, — отметила коммерческий директор торгово-производственной компании Picneco Мария Спивак. — На практике это означает, что к ним можно прилагать большие усилия — например, ножом из нового материла будет легко порезать стейк, и он при этом не потрескается, как столовый прибор из обычной пластмассы.
Дешевле китайских аналогов
Простота технологии и удобство ее масштабирования должны сказаться и на конечной стоимости изделий. В частности, на первом этапе внедрения биоразлагаемые пакеты, сделанные из новых пленок, будут стоить на 10–15% дешевле аналогов при сопоставимых эксплуатационных характеристиках.
Эксперты рынка не исключают возможности успешного применения разработки, поскольку сейчас в стране отсутствует доступ к отечественным материалам данной категории.
Одноразовая посуда, сделанная из кукурузного крахмала на одном из заводов в Китае
— Биоразлагаемые пластики на основе крахмала в России не производятся, сейчас компании закупают аналогичные изделия за рубежом, в частности в Китае, — рассказал учредитель компании Geovita Георгий Макаренко. — Причем основным спросом пользуются те материалы, которые всё же содержат в себе 15–20% полипропилена, их добавляют в качестве связующего компонента.
В настоящее время ученые уже создали несколько опытных образцов пленок с различными свойствами, которые можно оперативно внедрить в производство. При условии заключения договора с индустриальным партнером (в частности, к проекту уже проявила интерес научно-производственная компания «Биотех») первая партия готовой продукции может появиться уже в конце 2019 года.
