Kỹ thuật & Công nghệ

Có tiềm năng trong cây gai dầu cho nhựa sinh học không?

Cây gai dầu từ lâu đã được biết đến với tính linh hoạt của nó: cùng với tre, nó là một trong những loại cây phát triển nhanh nhất và thường được tinh chế thành nhiều mặt hàng thương mại, bao gồm giấy, hàng dệt và các sản phẩm thực phẩm. Tuy nhiên, nó có lẽ được kết hợp chặt chẽ hơn với cần sa ma túy, cả hai đều có nguồn gốc từ cây cần sa sativa. Mặc dù hoàn toàn là một sản phẩm khác, nhưng việc Hoa Kỳ bãi bỏ quy định đối với sản phẩm khét tiếng hơn này đang thúc đẩy một thị trường mới đang phát triển – một thị trường sử dụng cây gai dầu để sản xuất nhựa sinh học để đóng gói. 2018 Dự luật Nông trại của Hoa Kỳ đã thay đổi chính sách liên bang, loại bỏ cây gai dầu khỏi Đạo luật về các chất được kiểm soát và cho phép coi cây gai dầu là một sản phẩm nông nghiệp: có nghĩa là nông dân hiện có thể trồng trọt công nghiệp, lãng phí mà từ đó nhiều người cho rằng đây là nguyên liệu thô sinh học lý tưởng. Tại sao cây gai dầu? Trên thực tế, một trong những công ty đầu tiên sử dụng nhựa sinh học gai dầu trong các sản phẩm của mình là nhà thiết kế và sản xuất bao bì cần sa. Bao bì Sana có trụ sở tại California sử dụng hỗn hợp sinh học được gia cố bằng sợi được làm từ 30% đàn cây gai dầu và 70% axit polylactic (PLA), có nguồn gốc từ thực vật như ngô và kenaf, để sản xuất bao bì cao cấp. Đồng sáng lập Sana & CSO, James Eichner, nói rằng công ty được truyền cảm hứng để sử dụng cây gai dầu làm nguyên liệu cho nhựa sinh học vì nó có một số lợi thế nông nghiệp so với ngô, từ đó hầu hết nhựa sinh học đều có nguồn gốc. “Cây gai dầu có thể được trồng hai vụ trong thời gian cần một cây ngô, cây gai dầu cần khoảng một phần ba lượng nước của ngô và vì nó là cây có tán nên nó bảo vệ đất khỏi ánh nắng mặt trời và xói mòn – không giống như ngô, để đất lộ ra ngoài. Cây gai dầu tái tạo đất, trong khi ngô làm cạn kiệt đất, ”Eichner giải thích. Cây gai dầu cũng được biết là hấp thụ một lượng lớn CO2 từ khí quyển và có thể tạo ra hàm lượng xenlulo – rất quan trọng đối với nhựa sinh học – là 65% – 75%. Nó cũng linh hoạt trong các chu kỳ cây trồng, do thời gian thu hoạch nhỏ chỉ bốn tháng. Sana ban đầu bắt đầu sản xuất bao bì của mình với các dự án thử nghiệm và sau đó, khi có thể đảm bảo sự ổn định của nguồn cung, về mặt thương mại vào đầu 2019. Bây giờ công ty đang làm việc với nhiều nhà cung cấp. Thiết lập nguồn cung cấp Tuy nhiên, Eichner cho biết chuỗi cung ứng nguyên liệu từ cây gai dầu không có khả năng so sánh với các nguyên liệu khác và nó hiện đang ở mức giá cao. Giám đốc điều hành của Hemp Plastics có trụ sở tại Hoa Kỳ, Glen Kayll, cho biết nhựa sinh học từ sợi gai dầu “có thể rẻ hơn một số PLA, tùy thuộc vào vật liệu cơ bản, nhưng đắt hơn so với nhựa từ nhiên liệu hóa thạch.” Yếu tố chính là do chưa có sẵn nhựa cây gai dầu polyme hóa trên thị trường. “Đó là những giai đoạn rất sớm đối với cây gai dầu, nhưng về cơ bản nó là một công nghệ đột phá, được thúc đẩy bởi sự bãi bỏ quy định lớn, tiếp tục phát triển trên khắp thế giới. Sự thay đổi lớn ở Bắc Mỹ là thị trường CBD, nơi tạo ra một lượng lớn chất thải cây gai dầu công nghiệp đã làm cho cơ hội này trở nên khả thi hơn, ”ông giải thích. Có trụ sở tại California, Sana Bao bì sử dụng hỗn hợp sinh học được gia cố bằng sợi được làm từ cây gai dầu vi phân (30%) và PLA (70%), có nguồn gốc từ thực vật như ngô và kenaf, để sản xuất bao bì cao cấp. Tín dụng: Bao bì Sana Quy mô thị trường sợi gai dầu công nghiệp toàn cầu được dự báo sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 13. 7% trong khoảng 2020 thành 2025 và có giá trị là $ 12. 98 bn bởi 2025. Tuy nhiên, khó khăn trong việc tinh chế các sản phẩm cuối cùng từ vụ mùa và sự biến động của nguồn nguyên liệu thô đang hạn chế thị trường. Giống như Eichner, Kayll tin rằng cây gai dầu có thể giải quyết một số mối quan tâm về môi trường xung quanh sự phát triển của nhựa nhiên liệu hóa thạch, cũng như sự gia tăng chất thải từ cây gai dầu công nghiệp. “Chúng tôi nhận ra rằng sẽ có một lượng lớn cây gai dầu và nghĩ rằng: sẽ không tuyệt khi tìm ra cách giảm lượng nhựa nhiên liệu hóa thạch và cung cấp một sản phẩm có giá thành hợp lý, dễ thực hiện và điều đó xảy ra trông thật tuyệt vời, ”anh giải thích. Tương tự như Sana, Hemp Plastics không sử dụng 100% nhựa gốc cây gai dầu, mà trộn nhựa cây gai dầu với nhiều loại nhựa nhiệt dẻo khác nhau, bao gồm nhiên liệu hóa thạch và nhựa sinh học, và hỗn hợp tùy chỉnh. Thiếu cơ sở hạ tầng Trong khi cây gai dầu được sử dụng thường xuyên ở các thị trường khác, Corey Kratcha, Giám đốc điều hành của C2Renew, một nhà sản xuất tổng hợp sinh học sử dụng cây gai dầu làm một trong những nguyên liệu đầu vào, cho biết thiếu cơ sở hạ tầng cho nguồn cấp dữ liệu sinh học từ cây gai dầu. “Đó là một kịch bản gà và trứng với chế biến chất xơ nói chung. Nó thường bắt đầu bằng việc đầu tư thí điểm hoặc quy mô nhỏ vào thiết bị, nhưng sản lượng quá thấp nên tính kinh tế để bù đắp chi phí phải cao hơn nhiều, ”ông giải thích. “Điều đó có thể bị cấm, cần phải xác nhận sẽ có nguồn thu. Chúng tôi sẽ sử dụng nó một cách dễ dàng nếu nguồn cung cấp phù hợp. ” Một thách thức đối với các khoản đầu tư vào ngành này có thể là ngô, nguyên liệu chính cho nhựa sinh học, được trợ cấp rất nhiều ở Mỹ. Nông dân sản xuất cây hàng hóa như ngô nhận được khoảng 40% thu nhập của họ từ trợ cấp. Những gì chúng tôi đang cố gắng làm là nhận ra sự cần thiết phải chuyển khỏi ngô như một cây trồng đơn ở Hoa Kỳ và làm nguyên liệu cho nhựa sinh học. “Ngô đã được trợ cấp trong một thời gian rất dài và cây gai dầu sẽ không cạnh tranh với nó cho đến khi ngành công nghiệp cây gai dầu đạt đến một nền kinh tế có quy mô nhất định thông qua tăng trưởng tự nhiên của chính nó, hoặc cho đến khi cây gai dầu được trợ cấp, hoặc cho đến khi ngô không còn được trợ cấp nữa,” Eichner nói. “Những gì chúng tôi đang cố gắng làm là nhận ra sự cần thiết phải chuyển khỏi ngô như một loại cây một vụ ở Hoa Kỳ và làm nguyên liệu cho nhựa sinh học.” Ở châu Âu, nơi Pháp là nhà sản xuất cây gai dầu chủ yếu, ngành công nghiệp đóng gói cây gai dầu vẫn chưa tồn tại. Tuy nhiên, Hiệp hội cây gai dầu công nghiệp châu Âu đang quảng bá nó như một ứng dụng tiềm năng và cho biết lĩnh vực này đang trở nên có tổ chức hơn và có “cơ hội lớn ở phía trước”. Hiệp hội báo cáo rằng hiện đang có dư cung sinh khối gai dầu ở EU, gây ra bởi sự “thổi phồng” xung quanh khu vực trung tâm, từ đó dẫn đến 'sự tăng trưởng bùng nổ về số lượng người trồng trọt, sản xuất và đầu tư'. Gần đây có báo cáo rằng chính quyền thị trấn Roccasecca của Ý đang khám phá tiềm năng phát triển chuỗi cung ứng nhựa gai dầu trong khi làm sạch đất địa phương, vì nhà máy có khả năng khắc phục. Một công ty tên là Eir Health cũng tuyên bố đang xây dựng nhà máy đầu tiên ở Châu Âu để sản xuất 100% Hemp phân hủy sinh học PLA. Tiềm năng trong tương lai Bất chấp những thông tin về môi trường của cây gai dầu, một số người đặt câu hỏi về tính bền vững của nhựa sinh học toàn phần, lưu ý rằng chúng thường không thể tái chế và việc tổng hợp thương mại vẫn còn non trẻ. Eichner đồng ý rằng lập luận cuối đời là nơi mà trường hợp bền vững đối với các vật liệu làm từ thực vật trở nên khó thực hiện hơn. Tuy nhiên, Kayll cho biết ngay cả khi nó không thể phân hủy sinh học, thì việc giảm lượng nhựa sử dụng xuống 25% – mức độ cây gai dầu được sử dụng trong Nhựa cây gai dầu 'sản phẩm – là “có ý nghĩa”. Ông nói: “Nếu bạn là một công ty đang vận hành hàng trăm nghìn tấn nhựa mỗi năm, thì đó là một mức giảm rất có ý nghĩa và đó cũng là một cách tuyệt vời để cô lập CO2. Trong khi lĩnh vực nhựa sinh học gai dầu vẫn còn non trẻ, Kayll tin tưởng trong tương lai ngành sẽ cạnh tranh với các mặt hàng khác do độ bền, tính linh hoạt và dễ phát triển. Kayll cho biết: “Đây là một loại cây rất có giá trị, sẽ có nhiều ứng dụng, chỉ mất một thời gian – các ngành công nghiệp cần thời gian để xây dựng, nhưng thị trường nhựa sinh học và vật liệu bền vững đang phát triển cực kỳ nhanh chóng so với các thị trường truyền thống hiện tại của bạn,” Kayll nói. Thật vậy, theo 2030, người ta ước tính rằng 40% ngành công nghiệp nhựa sẽ là nhựa sinh học. Hơn nữa, Kratcha cho biết chỉ cần một công ty lớn bắt đầu sử dụng nhựa sinh học gai dầu để di chuyển thị trường. Ông kết luận: “Về mặt giả thuyết, nếu Walmart nói rằng họ muốn hỗn hợp sợi gai dầu trong các móc treo quần áo của mình thì nó sẽ di chuyển rất nhiều kim”.

  • Trang chủ
  • Công nghệ đóng gói
  • Back to top button