農業廃棄物から生分解可能な包装:加工技術,材料の特性,および将来の展望の包括的なレビュー

科学分野:

• 材料科学
• バイオテクノロジー
• 環境科学

背景:

• 世界的なプラスチック包装の需要は年間144ミリトンを超え,年間100ミリトンの廃棄物と1.8GtのCO2eq排出量を生み出しています.
• 廃棄物発生と温室効果ガスの排出により,従来のプラスチックには重大な環境問題があります.

研究 の 目的:

• 持続可能な包装用途のためのリンゴセルロース原料を体系的に検討する.
• 原材料の組成,加工,フィルムの性能との関係を分析する.
• リンゴセルロースベースの包装の技術的・経済的実現可能性とライフサイクルへの影響を評価する.

主な方法:

• 農業残留物,果物/野菜副産物,林業廃棄物の調査
• 物理化学的性質の分析:セルロースの結晶性,半セルロースの比率,リグニンの含有量
• 製造経路の検査:溶媒鋳造,挤出,圧縮成形

主要な成果:

• フィルム性能の定量化メトリック:引力強度,断裂時の伸縮 (4-10%),水蒸気伝達率 (WVTR),熱安定性,生物分解運動.
• 性能の改善が実証された:PVA複合材料の7重%の酸化ナノセルロースは,牽引力を90%以上高め,WVTRを50%減少させた.
• ライスストロー/ポリミルク酸 (PLA) の混合物の試行エクストルーションが成功しました.

結論:

• リグノセルロース材料は 従来型のプラスチック製の包装に有効な代替品です
• 優先度の高い研究分野には,前処理の調和,ナノセルロースの抽出とフィルム鋳造の拡大,海洋生物分解の強化,循環経済原理の統合が含まれます.