بیو پلیمر

بیو پلیمر

اسلاید 1: 1بسم الله الرحمن الرحيم

اسلاید 2: مهندس سید رضا غلامیرییس اداره بهداشت مواد غذایی و بهسازی اماکن عمومی مرکز سلامت محیط وکارمعاونت سلامتوزارت بهداشت ، درمان و آموزش پزشکیMSPH٬MPH

اسلاید 3: مقدمهدرطول 50 سال اخير، استفاده از پلاستيك ها صنعت بسته بندي انواع مواد غذايي و نوشيدني ها و يا به شكل ظروف يكبار مصرف، افزايش چشمگير داشته است. بطوريكه به عصر حاضر ، لقب عصر پلاستيك داده اند. پلاستيك هايي كه براي تماس با مواد غذايي ، عمدتاً به كار مي روند ، از منابع نفتي سنتز مي گردند. مانند پلي استايرن ( PS) ، پلي پروپيلن (PP) ، پلي اتيلن (PE) ، پلي اتيلن ترفتالات (PET) وپلی وینیل کلراید(PVC) امروزه اين پلاستيك ها به علت سبك و محكم بودن آنها، سهولت فرایندپذیری و حتي ارزان بودن آنها ، رواج فراواني يافته اند.

اسلاید 4: دراينجا سوالي كه مطرح مي شود اين است كه باتوجه به گستردگي توليد و كاربرد اين ظروف در كشور، استفاده از ظروف يكبار مصرف پلاستيكي آنهم سالانه درحدود 570 هزار تن عوارضي را بر سلامتي انسان و محيط زيست برجاي نخواهدگذاشت ؟براي پاسخ به اين سوال بايد به اين نكته توجه داشت همواره بر هم كنش هايي بين غذا و ماده پلاستيكي كه غذا در آن قرار گرفته كه شامل برهم كنش هاي شيميايي و فيزيكي است وجود دارد.بطور كلي مي توان مهم ترين برهم كنش بين ماده غذايي و پلاستيك كه در آن ماده غذايي قرار گرفته ، برهم كنش ناشي از انتقال يا مهاجرت اجزاي بسته بندي به ماده غذايي نام برد كه مي تواند بر ايمني و سلامت حتي طعم غذا لطمه وارد نمايد ، اثرات نامطلوب مي تواند موجب تغيير بو، تغيير عملكرد ظرف و يا افزايش عواملي كه مي تواند ايجاد سم نمايد.

اسلاید 5: اهميت پديده مهاجرتاهميت پديده مهاجرت ، مربوط به سمي بودن بسياري از منومرهای مهاجرت كننده از پلاستيك ها به داخل مواد غذايي است بطوريكه درخصوص پلي استايرن مهاجرت منومراستايرن بعنوان يك ماده سمي از ظرف به داخل ماده غذايي همواره مورد توجه واقع بوده است. علاوه بر مهاجرت منومراستايرن در ظروف يكبار مصرف از جنس پلي استايرن ( هر سه نوع پلي استايرن شامل HIPS, EPS,GPPS) مهاجرت مواد افزودني كه در ساخت پلي استايرن به كاررفته مانند انواع آنتي اكسيدانها و روغنهاي معدني و حتي مهاجرت ماده را بري كننده در HIPS( 1و 2 بوتادين ) قابل تامل مي باشند.

اسلاید 6: تاثير منومرهای موادپلاستیکی در سلامتي انسان اين واقعيت كه استايرن تجمع يافته در بافت چربي انسان مي تواند اثرات نامطلوب به سلامتي از خود برجاي بگذارد مورد بحث و تامل است.

اسلاید 7: استايرنتماس طولاني مدت با مقادير كم استايرن مي تواند عامل اثرات نور تاكسيك (خستگي، عصبيت ، مشكلات مربوط به خواب ) هماتولوژي ( كم شدن پلاكت ها و گلوبين ) سيتوژنيك ( غيرعادي شدن كروموزوم ها) و سرطان زايي باشد.شواهدي وجود دارد كه منومراستايرن در جانوران عامل سرطان ريه بوده است.منومراستايرن مي تواند به جنين درحال رشد صدمه بزند. فرآيند متابوليك استايرن در بدن انسان منجر به توليد ماندليك اسيد كه عامل شناخته شده جهش و استايرن اكسايد كه يك سرطان زاي مشهور است مي شود. منومر استايرن اثرات نامطلوب بر مغز و كبد دارد.

اسلاید 8:

اسلاید 9: پلي اتيلن ترفتالات (PET)ماده فوق بطور عمده براي توليد انواع بطري هاي آب معدني و ساير نوشيدني ها كاربرد دارد.اين ماده از خانواده پلي استرها مي باشد و ماده اي سرطانزا به نام دايتي هيدروكسي آمين دارد و با مصرف مجدد اين بطري ها و ترك خوردن آنها وارد آب مي شود.

اسلاید 10: پلي اتيلن و پلي پروپيلنامروزه به دلیل وجود سرطان در استفاده از مواد پلاستیکی از جنس پلی استایرن تهیه لیوان های یکبار مصرف و به طور کلی مواد پلاستیکی از این نوع ممنوع شده و مواد پلاستیکی از جنس پلی اتیلن یا پلی پروپیلن جایگزین ان شده است ولی با این وجود باید توجه داشت که در لیوان های پلاستیکی مایع داغ ریخته نشود زیرا این مواد پلاستیکی حاوی ماده شیمیایی موسوم به BPA میباشند که معمولا مقادیر زیادی ازآن در مایعاتی که آنها خورده می شوند آزاد می شود. بررسی ها نشان داده است که این ماده از خانواده هورمون های زنانه یا استروزن ها است که میتواند با سامانه هورمونی بدن تداخل ایجاد کند و مشکلاتی را در کارکرد آن بوجود آورد . همچنین ممکن است این ماده در بالا بردن احتمال بروز سرطان ها نقش داشته باشد . امروزه همچنین از پلی پروپیلن ظروف پلاستیکی سفید رنگ و شکننده ای ساخته می شود که تا دمای 80 درجه سانتی گراد را می تواند تحمل کند ولی در این دما از ظروف مزبور نیز ترکیبات منومری به نوشیدنی یا غذای گرم از جمله چای مهاجرت می کند که هر چند مشکل بهداشتی وجود ندارد ولی می تواند روی طعم چای و غذا تاثیر گذار باشد .

اسلاید 11:

اسلاید 12:

اسلاید 13: در ساخت ظروف یکبار مصرف به منظور جلوگیری از شکنندگی از مواد افزودنی بنام پلاستی سایزرها استفاده میکنند . بنابر این اگر در درون این ظروف آب جوش ریخته شود این مواد ازاد شده و به دلیل داشتن ترکیبات خاص منجر به بروز سرطان های مختلف میشود . این خاصیت در ظروف یکبار مصرف شفاف که درصد بالاتری از مواد سرطان زا را دارا است و در جامعه کاربرد فراوانی هم دارد اهمیت بیشتری میابد .

اسلاید 14: مشكلات زيست محيطي مواد پلاستیکی چند ميليون تن ماده پلاستيكي كه هرروزه در طبيعت بعد از مصرف انباشته مي شوند بدليل عدم بازگشت به طبيعت باعث آلودگي محيط زيست مي شوند. ساختار شيميايي اين پلاستيكها به گونه اي است كه ميكرو اورگانيسمها اين اجازه را نمي دهد تا آنها را تجزيه كرده تا به شكل مطلوب به طبيعت برگردند.

اسلاید 15:

اسلاید 16:

اسلاید 17: بدليل حجم بالاي استفاده از پلاستيك ها ، مواد بسته بندي پلاستيكي بيشترين حجم زباله هاي شهري را تشكيل مي دهند. در حقيقت بيش از 30 در صد از تمام پلاستيك هاي سنتزي كه در صنايع بسته بندي مصر ف مي شوند بعد از مصرف درمحيط زيست باقي مي مانند. مقادير زيادي از همين مواد بسته بندي بدون كوچكترين توجه به خسارت ايجاد شده به محيط زيست به راحتي در مكان هاي مختلف دفن مي شوند.

اسلاید 18: مشكل اصلي اين است كه عليرغم كاربرد وسيع پليمرها ( از آنجا كه در ميان تمامي آلوده كننده هاي شيميايي غير قابل تخريب هستند) به خصوص بسته بنديهاي پلاستيكي كه بعد از يكبار مصرف دور ريخته مي شوند ، در نتيجه اين مواد بسته بندي منبع جدي براي آلوده كننده هاي محيط زيست هستند.

اسلاید 19: در دنيا، شهرداري ها به دو وسيله از شر مواد پلاستيكي خلاص مي شوند : 1- دفن كردن 2- سوزندان آنهادفن كردن در حقيقت تنها گذاشتن و رها كردن زباله در درون خاك است زيرا پلاستيك ها نسبت به دفن كردن بي اثر هستند. از طرف ديگر سوزاندن هم يك ايده خوشايندي نيست . زيرا ميزان دي اكسيد كربن كره زمين را افزايش مي دهد . اگر چه اين مواد به عنوان سوخت بسيار مفيد هستند و ليكن سوزاندن آنها به راحتي پتانسيل آنها را به طور قابل ملاحظه اي هدر مي دهد از طرف ديگر سوزاندن پلاستيك ها نه تنها CO2 بلكه مقادير بسياري از ديگر آلوده كننده هاي نامطلوب را ايجاد مي كند.

اسلاید 20: چه بايد كرد؟گفتيم پلاستيك ها مشكلات جدي درايجاد اثرات نامطلوب بر سلامتي انسان محيط زيست انسان دارند. درست است كه عصر كنوني ، عصر پلاستيك لقب داده اند، اما از سال 1970 دانشمندان تحقيقاتي را بر روي پليمرهاي گياهي و يا به عبارتي پليمرهاي زيست تخريب پذير در پي بحران نفت ، افزايش ارزش و قيمت نفت . شروع كردند بطور يكه درسال2000 توانستند مواد قالب پذير، ورق ها و فيلم ها و ظروفي از جنس مواد گياهي كه به عنوان مواد سبز شهرت يافتند، توليد نمايند. كه شايد گفت عصر آينده، عصر پليمرهاي زيست تخريب پذير باشد.

اسلاید 21:

اسلاید 22: پليمرهاي زيست تخريب پذير گياهي ، عمدتاً از نشاسته ذرت و گندم تهيه مي شوند وساير موارد افزودني به آنها نيز عمدتاً گياهي مي باشند. فيلم ها و در نهايت ظروف تهيه شده از اين پليمر ها ، به دليل اينكه هيچ گونه افزودني شيميايي نداردند ( حتي درصورت رنگي بودن رنگ گياهي در آنها مي تواند مصرف مي شود)، مشكلات مهاجرت انواع مواد سمي مورد اشاره در خصوص ظروف تهيه شده از پلي استايرن ، پلي پروپيلن و... را ندارند و استانداردهاي جهاني نيز آنها را مورد تاييد قرار داده است. از آنجا كه پليمرها ي زيست تخريب پذير قابليت ورق شدن دارند مي توانند در تهيه وساخت انواع بسته بنديهاي مواد غذايي، ظروف يكبار مصرف ، بسته بنديهاي دارو، فيلم ها و ورق هاي گلخانه اي و .... استفاده گردند.

اسلاید 23:

اسلاید 24: از آنجا در ظروف تهيه شده از پليمرهاي زيست تخريب پذير، برهم كنش بين ماده غذايي و ظرف وجود ندارد لذا مي توان از آنها جهت انواع غذاها مايعات گرم و حتي روغني استفاده كرد . و مشكلات برهم كنش بين پلاستيك و ماده غذايي و انتقال موادسمي شيميايي شامل انواع منومرها، آنتي اكسيدانها ، آنتي استيك ها و... كه در پلاستيك ها مطرح هستند در اينگونه ظروف به دليل ماهيت مواد تشكيل دهنده ( گياهي و عمدتاً از نشاسته) وجود ندارد از طرف ديگر از آنجا كه اين ظروف در خاك در طي مدت حداكثر 6 ماه مانند برگ گياهان پوسيده شده و به چرخه طبيعت بر مي گردد. مشكلات زيست محيطي پلاستيك ها را نيز ندارد.

اسلاید 25: فعاليت مذكور در كشوربخش خصوصي برای اولین بار در ایران پس از سه سال تحقیقات مستمر و با داشتن متخصصین مجرب شیمی , مکانیک و صنایع موفق به تولید پلیمرهای گیاهی قابل تجزیه در محیط زیست با منابع تجدید پذیر گردد . در سالهای اخیر در کشورهای توسعه یافته با هدف کمک به حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی پلاستیکهای نفتی و همچنین حل معضلات بهداشتی , تحقیقات و تولید گسترده ای در زمینه تهیه کلیه مصنوعات بسته بندی مورد مصرف در صنایع غذایی , کشاورزی و حتی پزشکی از پلیمرهای گیاهی تجزيه پذيرصورت گرفته است .

اسلاید 26: در حال حاضر پلیمرهای گیاهی در کشورهای اروپایی به طور گسترده در بسته بندی مواد غذایی به صورت ظروف یکبار مصرف , فیلم های بادی در قالب کیسه های بسته بندی و فیلم ها ی مخصوص وکیوم نمودن مواد غذایی استفاده می گردد. از آنجایی که کشورمان ایران امروز با انباشت زباله های پلاستیکی به عنوان عاملی غیر قابل کنترل و تهدید کننده محیط زیست روبروست لذا تولید و استفاده از پلیمرهای گیاهی در صنایع مختلف نقطه عطفی در کاهش این آلودگی ها در محیط زیست خواهد بود .

اسلاید 27: گرانول های گیاهیاز این گرانول ها می توان با استفاده از کلیه ماشین آلات تزریق پلاستیک تمامی قطعات مانند اسباب بازی , کلیه ظروف بسته بندی تزریقی , بادی و گلدان های مورد استفاده در کشاورزی را تهیه نمود .

اسلاید 28: اهمیت توسعه پلیمرهای زیست تخريب پذيرايمن بودن جهت استفاده در انواع ظروفي كه در تماس با مواد غذايي و حتي دارويي مي باشند (به دليل ماهيت اينگونه پليمرها كه عمدتاً از جنس نشاسته ذرت ، گندم و افزودنيهاي گياهي مي باشند. )كه شايد مهم ترين مزيت در حفظ سلامتي و بهداشت جامعه مي باشد. حفاظت از محيط زيست ( ظروف 6 ماه درخاك تجزيه شده و به طبيعت بر مي گردند. ) حفاظت از منابع نفتي و انرژي ( منابع نفتي بسيار با ارزشتر از آن است كه تنها براي ظروف يكبار مصرف به كار برده شود )

اسلاید 29: كمك به توسعه صنايع وابسته از جمله كشاورزي ( ظروف مذكور از ذرت و گندم تهيه مي شوند. )جلوگيري از خروج ارزكمك به استقلال و خود كفايي كشور

اسلاید 30: 1384/10/1130براي اينكه ماده اي طبق استاندارد ECN زيست تخريب پذير تلقي شود :نبايد تحت شرايط استانداردهاي ECN نبايد بيشتر از 6 ماه مقاومت كند و حدود 90% آن بايد تخريب شود.محتويات فلزات سنگين ماده نبايد بيشتر از 50% محتويات فلزات سنگين كودهاي معمولي به شرح زير باشد. Zn 150ppm _ Cr 50ppm _ Cu 50ppm _ Mo 1ppm Ni 25ppm _ Se 0.75ppm _ Cd 0.5ppm _ As 5ppm Pb 50ppm _ Fe 100ppm _ Hg 0.5ppm

اسلاید 31: 1384/10/1131Action of depolymerase on biodegradable plastics

اسلاید 32: 1384/10/1132

اسلاید 33: 1384/10/1133Instead of petroleum, biorenewable materials such as starch from corn or whey from cheese-making can be used to make plastics. Industry uses microbes or their enzymes to convert biomass to feedstocks -- building blocks for biodegradable plastics, industrial solvents and specialty lubricants

اسلاید 34: 1384/10/1134

اسلاید 35: 1384/10/1135

اسلاید 36: 1384/10/1136

اسلاید 37: 1384/10/1137Sources for BiopolymersPlantAnimalFungiBacteriaPoly-Proteinpoly-poly-saccharidessaccharides saccharidesPoly-(pullulan(dextran)Proteinssaccharides chitin)chitinPHALignin (glycogen)PLANat. Rubber

اسلاید 38: 1384/10/1138

اسلاید 39: 1384/10/1139

اسلاید 40: 1384/10/1140

اسلاید 41: 1384/10/1141THE END