Comment sont fabriqués les sacs biodégradables aujourd'hui ?

Voici le déroulement du processus

Des granulés de matériau biodégradable sont chargés dans une extrudeuse, fondus en une masse fluide visqueuse, passés à travers un filtre et façonnés en une gaine en extrudant la matière fondue à travers une ouverture.

La gaine est gonflée à l'air, ajustant l'épaisseur et la taille du film. À ce stade, des plis latéraux pour les futurs sacs "T-shirt" sont également réalisés.

Le film est enroulé en rouleaux.

La prochaine étape implique un traitement par décharge corona pour améliorer l'adhérence de la peinture, qui sera plus tard utilisée pour appliquer des images.

Sur des machines flexographiques, à l'aide de l'impression flexographique, des designs (logos, textes ou images photographiques) sont appliqués sur le matériau. Des plaques flexographiques spéciales sont utilisées pour transférer la peinture sur le tissu. Cette méthode permet jusqu'à six couleurs et produit de belles images multicolores avec de nombreux tons.

Les machines de fabrication de sacs scellent les blancs en soudant les coutures sur les poignées et les fonds. Ensuite, les poignées des sacs “T-shirt” et “banane” sont découpées.

Extrudeuse pour la production de films biodégradables

Quel est le pilier des nouvelles technologies de production de bioplastiques ? Pas de suspense ici — la technologie de production n'a pas fondamentalement changé. Le point clé dans la production de polymères biodégradables est d'obtenir un matériau à partir de matières premières d'origine végétale avec les propriétés et caractéristiques requises.

Quelles matières premières sont utilisées pour produire des éco-sacs en amidon de maïs ?

Dans la quête de matériaux écologiques, les chercheurs se sont concentrés sur l'étude des polyesters biodégradables. L'objectif était de trouver des matières premières d'origine biologique pouvant être converties en un monomère et ensuite polymérisées en plastique biodégradable.

Le maïs et son amidon se sont révélés être la matière première la plus prometteuse, formant la base de la production moderne d'éco-sacs. L'amidon est largement disponible car le maïs est relativement facile à cultiver. De plus, il possède des propriétés presque idéales : haute hydrophilicité (absorbe bien l'eau), résistance aux solvants organiques, et biodégradabilité rapide, se transformant en substrat. De plus, l'amidon chimiquement modifié peut être utilisé pour produire des composites et copolymères.

Comment l'amidon de maïs devient-il un emballage durable à partir du maïs doux comestible ?

Grâce à la fermentation des sucres de l'amidon de maïs, un monomère — l'acide lactique — est d'abord obtenu à l'aide de divers micro-organismes de fermentation tels que les bactéries acétiques et lactiques, les levures et leurs combinaisons. L'acide lactique est ensuite polymérisé en polylactide (PLA), un polyester aliphatique thermoplastique. Des granulés de ce matériau peuvent être chargés dans une extrudeuse pour fabriquer des films ou, par exemple, des filaments pour l'impression 3D.

Les sacs en PLA ne sont pas aussi durables, transparents ou brillants que les sacs en polyéthylène, mais ils constituent une alternative valable au plastique "éternel". De plus, les éco-sacs en PLA avec logos sont d'excellents vecteurs publicitaires et outils de marketing efficaces.

Propriétés et avantages du PLA

• Se biodégrade complètement lors du compostage.

• Résistant à la lumière ultraviolette.

• Faible inflammabilité, n'émet pas de fumée noire âcre en brûlant.

• Le bioplastique le plus abordable et peu coûteux disponible.

• Approuvé pour utilisation en Ukraine.

Une autre technologie permet la production de biobags à partir d'un mélange d'amidon-pectine avec des plastifiants ajoutés (par exemple, glycérine).
Des granulés sont fabriqués à partir du mélange composite, et le film est produit à partir des granulés en utilisant la méthode d'extrusion. L'extrusion de gaines "à base d'amidon" est similaire au processus pour les gaines en polyéthylène synthétique.

Exemple de décomposition de plastique oxo-biodégradable à un stade intermédiaire

Quelles autres matières premières, en plus de l'amidon, peuvent être utilisées pour fabriquer des sacs biodégradables ?

Les sacs biodégradables peuvent être fabriqués à partir de divers polysaccharides végétaux et animaux. Ces matériaux sont soumis à une biodégradation contrôlée en dioxyde de carbone et en eau et sont renouvelables dans la nature. Il convient de rappeler que les réserves de combustibles fossiles, y compris le pétrole, sont limitées, et le jour où elles viendront à manquer approche.

Les propriétés des polysaccharides dépendent de la composition et de la structure spatiale de leurs macromolécules. Par conséquent, toutes les matières premières ne conviennent pas à la fabrication de bio-sacs. Certaines technologies sont actuellement impraticables, tandis que d'autres sont trop coûteuses. Cependant, à l'avenir, les bio-sacs avec des logos pourraient être fabriqués à partir de soja, de champignons ou d'algues.

Types de matières premières naturelles pour les plastiques biodégradables

• Polyhydroxyalkanoates (PHAs)
  Polymères naturels biodégradables dérivés de l'acide poly-β-hydroxybutyrique. Le plus prometteur est le poly-3-hydroxybutyrate, qui est déjà utilisé pour fabriquer des sacs biodégradables avec des logos. Il est synthétisé par certains micro-organismes dans la nature, et sa production est sans déchets et respectueuse de l'environnement. Actuellement, il est principalement utilisé pour produire des sutures chirurgicales, des matériaux de pansements et des implants orthopédiques, mais il entre sur le marché commercial comme matériau 100% bio-sourcé et biodégradable pour la production de plastique compostable.

• Cellulose
  Le polysaccharide le plus important et un polymère du glucose, principalement dérivé du bois. La cellulose peut être utilisée pour produire des bioplastiques, du cellophane, et de la viscose. Cependant, la matière première doit d'abord être chimiquement modifiée en un état liquide (visqueux), et le matériau obtenu à partir du formage (pressage à chaud) n'est plus 100% naturel.

• Chitine
  Un polysaccharide azoté principalement dérivé des coquilles de crustacés. Elle est coûteuse et précieuse, rendant son utilisation pour les éco-sacs impraticable. La chitine est utilisée pour fabriquer des fils chirurgicaux, divers médicaments et compléments alimentaires.

• Chitosane
  Un dérivé de la chitine, naturellement trouvé uniquement chez les reines de termites et les champignons zygomycètes. Une utilisation prometteuse est la production de pansements nanofibres pour les brûlures étendues et les plaies.

• Protéine
  Peut être utilisée pour produire des plastiques dits protéiques à partir de sources animales et végétales. Les matières premières appropriées incluent les fèves de soja, mais la technologie de production de films à base de soja est encore en développement.

• Caoutchouc naturel
  Un polymère naturel trouvé dans la sève laiteuse des plantes tropicales. Utilisé pour fabriquer des gants en latex, divers revêtements, du caoutchouc, des chaussures, et des pneus.

Sac T-shirt biodégradable avec logo

Il y a plus de développements passionnants dans le domaine des matériaux biodégradables

• En Israël, un polyéthylène écologique est produit à partir d'algues Ulva lactuca à l'aide de micro-organismes Haloferax mediterranei. Ces halobactéries se nourrissent d'algues et produisent des polyhydroxyalkanoates.

• Avani Eco Hub (Bali, Indonésie) produit depuis longtemps des biobags à partir de tubercules de manioc.

• Au Chili, des expériences réussies ont été menées en utilisant des roches sédimentaires calcaires.

Au Japon, une technologie a été développée utilisant des coquilles de noix et des protistes. Le glucide de réserve de ces organismes eucaryotes, le paramylon, est similaire en composition et propriétés à l'amidon.