Возможным решением для снижения нагрузки на окружающую среду является переосмысление упаковки и поощрение экономики замкнутого цикла путем преобразования остатков в экологически чистые полимеры для производства компостируемой упаковки из биопластика.
Термин «биопластик» имеет неоднозначное определение, которое включает большое семейство соединений, полученных из биомассы, то есть биоосновных и/или биоразлагаемых (Gill, 2014). Встречающиеся в природе полимеры, обладающие характеристиками как биопроизводного, так и биоразлагаемого, представляют собой полигидроксиалканоат (PHA), полимолочную кислоту (PLA), смеси целлюлозы и крахмала. Эти материалы также обладают некоторыми физико-химическими свойствами (например, улучшенной защитой от кислорода, пара и запаха), которые потенциально делают их даже более ценными, чем обычный пластик (Tsang et al., 2019).
Кроме того, путем соответствующего выбора FW вместо чистого сырья в качестве углеродного сырья не создается конкуренция с продуктами, предназначенными для употребления в пищу. Переход от пластика на основе топлива к биопластику также внесет значительный вклад в сокращение выбросов углерода.
Препятствия для внедрения биопластиков
Тем не менее, некоторые препятствия все еще мешают полному внедрению биопластиков на мировом рынке. Во-первых, это, конечно же, экономичность: переработка биопластика дороже, чем традиционные полимеры на основе ископаемого топлива. Требуются инвестиции для адаптации или замены машин и оборудования для производства и распространения новых продуктов. Также должны быть спроектированы и разработаны имплантаты для их правильной утилизации и переработки. Таким образом, на сегодняшний день менее 1% от общего объема производства пластмасс в мире (примерно 370 млн тонн) составляют материалы на биологической основе (Coppola et al., 2021).
Другая причина медленного распространения «зеленых» полимеров на рынке связана с их функциональностью. Чтобы соответствовать характеристикам, необходимым для надлежащей функциональной упаковки, биопластик должен обладать подходящей механической, термической и химической стойкостью, а эти качества не всегда легко достичь в упаковке на основе биоматериалов (Yoha et al., 2019).
Опять же, решение может быть найдено в самой проблеме путем преобразования пищевых остатков в наполнители, которые придают полимерным пленкам повышенные тепловые и механические свойства и улучшают их свойства за счет дополнительных функций, которым способствуют активные молекулы, ароматизаторы и красители, которые действуют как консервирующие и экранирующие. агенты.
Особое внимание уделено примерам прямого использования FW для изготовления пищевых пленок, а также манипуляциям с пищевыми продуктами для получения биоразлагаемых и биоразлагаемых полимеров, синтезируемых путем микробного метаболизма, и превращению остатков в бионаполнители для пленок, изготовленных из биоразлагаемые полимеры как синтетического, так и природного происхождения.
Наконец, будут обсуждаться международные правила обращения с пищевыми отходами и их влияние на безопасность, а также будут предложены будущие сценарии с точки зрения тенденций и перспектив с определением наиболее экономичных, осуществимых и простых подходов, которые могут доказать, что инвестиции в экономику замкнутого цикла окупаются.
Возможно ли преобразовать пищевые отходы в новые материалы
Первая альтернатива традиционным пластиковым контейнерам представлена производством пищевых пленок и покрытий, полученных непосредственно из пищевых отходов или побочных продуктов фруктов и овощей.
Торрес-Леон и др. (2018) сообщили о разработке пищевых покрытий и пленок на основе отходов манго. Авторы использовали как кожуру, так и ядро, содержащие экстракты с антиоксидантными свойствами. В эту рецептуру в качестве пластификатора был добавлен глицерин. Смесь, испытанная в качестве покрытия для свежих персиков, продемонстрировала подходящие барьерные и антиоксидантные свойства, способствуя увеличению срока хранения фруктов.
Ву и др. (2019) изготовили съедобные/биоразлагаемые упаковочные пленки, изготовленные из муки из кожуры помело, смешанной с небольшим количеством альгината натрия и пластифицированной глицерином.