PLA، بیوپلاستیک محبوب صنعت بسته‌ بندی

اسید پلی‌لاکتیک یا PLA دهه‌هاست وجود دارد، اما اخیراً به عنوان یک بیوپلاستیک کمپوست‌پذیر در بسته‌ بندی‌های یک‌بار مصرف محبوبیت زیادی پیدا کرده است. با وجود برخی تردیدها درباره اثرات محیط‌زیستی آن، صنعت بسته‌ بندی و جعبه غذا انتظار دارد که تقاضا برای PLA در سال‌های آینده به شکل چشمگیری افزایش یابد.

ریشه‌ها و تاریخچه PLA

PLA برای اولین بار در سال ۱۹۳۲ توسط والاس کاروترز، شیمیدان آمریکایی، کشف شد. او نشان داد که اسید لاکتیک، ماده‌ای که از نشاسته گیاهی به دست می‌آید، می‌تواند به پلاستیک تبدیل شود. با وجود کشف این ماده، دهه‌ها هیچ توجه تجاری به PLA صورت نگرفت تا اینکه در دهه ۷۰ میلادی، مهندسان بیومدیکال دریافتند PLA برای استفاده در دستگاه‌های پزشکی مانند استنت و بخیه مناسب است و FDA نیز استفاده پزشکی آن را تأیید کرد.

در اواخر دهه ۱۹۸۰، شرکت Cargill به دنبال راه‌هایی بود تا از ذرت‌های فرآوری شده خود محصولات جدیدی تولید کند. فرآیند تخمیر شکر ذرت به اسید لاکتیک باعث شد PLA به عنوان یک ماده اولیه ارزشمند برای تولید صنعتی معرفی شود. در سال ۲۰۰۲، کارخانه NatureWorks در بلر، نبراسکا افتتاح شد و امروز این کارخانه سالانه ۱۵۰ هزار تن PLA تحت برند Ingeo تولید می‌کند. همچنین NatureWorks در حال ساخت کارخانه‌ای در تایلند است که سالانه ۷۵ هزار تن PLA از نیشکر تولید خواهد کرد.

کاربرد PLA در بسته‌ بندی

PLA به دلیل قابلیت کمپوست‌پذیری در بسته‌ بندی‌ های یک‌بار مصرف محبوب شده است. بیشترین مصرف PLA در فنجان‌ها، ظروف کلش‌شل، نی‌ها و کارد و چنگال‌های یک‌بار مصرف است. برندهایی مانند McDonald’s و Starbucks در مناطقی که قوانین استفاده از بسته‌ بندی‌ های کمپوست‌پذیر وضع شده، از PLA استفاده می‌کنند.

بسته‌ بندی در رویدادها و جشنواره‌ها

در المپیک ۲۰۲۴ پاریس، فنجان‌های PLA در غرفه Cass Pocha ارائه شد و سطل‌های جمع‌آوری ویژه برای کمپوست آن‌ها نصب شد. این نمونه نشان می‌دهد که PLA در رویدادهای بزرگ و شهرهایی با قوانین محدودکننده پلاستیک، کاربرد ویژه‌ای دارد.

PLA نه تنها در بسته‌ بندی نوشیدنی، بلکه در بسته‌ بندی مواد غذایی یک‌بار مصرف نیز کاربرد دارد و به دلیل قابلیت تجزیه در محیط کمپوست صنعتی، به عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌های نفتی مورد توجه قرار گرفته است.

ویژگی‌ها و چالش‌های محیط‌زیستی

PLA به عنوان یک بیوپلاستیک دارای مزایای محیط‌زیستی است، اما محدودیت‌ها و انتقاداتی نیز دارد که باید در نظر گرفته شود.

قابلیت کمپوست‌پذیری

کمپوست‌پذیری PLA به این معناست که ماده می‌تواند به‌طور کامل در مراکز صنعتی کمپوست تجزیه شود. با این حال، بسیاری از مناطق هنوز زیرساخت کافی برای جمع‌آوری و کمپوست PLA ندارند. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که تنها بخش کوچکی از PLA تولید شده در واقع وارد چرخه کمپوست می‌شود.

انتشار گازهای گلخانه‌ای

PLA که به محل دفن زباله می‌رود، در شرایط بی‌هوازی تجزیه شده و متان تولید می‌کند که ۲۵ برابر قوی‌تر از دی‌اکسید کربن اثر گلخانه‌ای دارد. همچنین تجزیه PLA در محیط‌های طبیعی یا در آب زمان و شرایط مشخصی نیاز دارد که هنوز داده‌های علمی کاملی برای آن وجود ندارد.

منابع کشاورزی و اثرات اجتماعی

PLA در آمریکا از ذرت و در آسیا از نیشکر تولید می‌شود. کشاورزی صنعتی برای تولید این مواد اولیه می‌تواند اثرات منفی بر محیط‌زیست و جوامع محلی داشته باشد. برخی گزارش‌ها نشان می‌دهد که فعالیت‌های کشاورزی مرتبط با PLA ممکن است باعث آلودگی هوا و آب در مناطق اطراف مزارع شود. استفاده از PLA از منابع ضایعات غذایی هنوز به صورت گسترده عملی نشده است.

عملکرد، هزینه و محدودیت‌ها

PLA نسبت به پلاستیک‌های رایج مانند PET مقاومت حرارتی کمتری دارد و خواص مانع گازی و بخار آب ضعیف‌تری ارائه می‌کند، بنابراین کاربرد آن در برخی بسته‌ بندی‌ های غذایی محدود است. با این حال، PLA با وجود هزینه بالاتر نسبت به پلاستیک معمولی، همچنان به دلیل قابلیت کمپوست‌پذیری و عملکرد مناسب در برخی کاربردها مانند کپسول‌های قهوه، فنجان‌ها و بسته‌ بندی‌ های ویژه انتخاب می‌شود. برخی گریدهای PLA حتی برای تحمل دماهای بالا طراحی شده‌اند و همچنان استاندارد کمپوست‌پذیری را پاس می‌کنند.

استانداردها، مقررات و گواهی‌ها

گواهی کمپوست BPI نشان می‌دهد که محصول PLA مطابق با استانداردهای ASTM برای کمپوست صنعتی است. با این حال، انتقاداتی از سوی سازمان‌های غیرانتفاعی مانند Beyond Plastics وجود دارد که ادعا می‌کنند استانداردهای فعلی کافی نیست و تضاد منافع ممکن است اعتبار گواهی‌ها را تحت تأثیر قرار دهد.

در آمریکا، قوانین ایالتی و فدرال در حال تغییر هستند. پنج ایالت قوانین مسئولیت تولیدکننده گسترده (EPR) را وضع کرده‌اند و USDA در حال بررسی اصلاح مقررات برای پذیرش PLA به عنوان ماده قابل کمپوست است. توسعه زیرساخت‌های کمپوست و ایجاد سیاست‌های مشخص برای PLA ضروری است تا این ماده واقعاً به یک جایگزین پایدار تبدیل شود.

آینده PLA و نتیجه‌گیری

PLA به عنوان یک بیوپلاستیک گیاهی و کمپوست‌پذیر، جایگاه ویژه‌ای در صنعت بسته بندی غذا بیرون بر پیدا کرده است. با افزایش تقاضا و تغییر قوانین، نیاز به توسعه زیرساخت‌های جمع‌آوری و کمپوست PLA ضروری است. اگر زیرساخت‌ها و سیاست‌ها هماهنگ با رشد بازار PLA پیش نروند، این ماده همچنان می‌تواند به یک محصول یک‌بار مصرف با اثرات زیست‌محیطی منفی تبدیل شود.

PLA در صورتی که به درستی مدیریت شود، می‌تواند به کاهش پلاستیک‌های نفتی و کاهش ضایعات غذایی کمک کند، اما بدون سیاست‌های حمایتی و زیرساخت‌های کافی، تنها یک جایگزین موقت خواهد بود.