Me përmirësimin e vazhdueshëm të ndërgjegjësimit global për mbrojtjen e mjedisit dhe kërkesës gjithnjë e më urgjente për zhvillim të qëndrueshëm, materialet tradicionale përballen me shumë sfida dhe materialet miqësore me mjedisin e grurit janë shfaqur si një material me bazë biologjike në zhvillim. Ky artikull shtjellon karakteristikat, kërkimin dhe zhvillimin dhe statusin e prodhimit të materialeve miqësore me mjedisin e grurit, analizon thellësisht perspektivat e aplikimit të tij në ambalazhim, tekstile, ndërtim, bujqësi dhe fusha të tjera, dhe eksploron mundësitë dhe sfidat me të cilat përballen, duke pritur për tendencat e ardhshme të zhvillimit , duke synuar të sigurojë një referencë gjithëpërfshirëse për praktikuesit, studiuesit dhe politikëbërësit përkatës të industrisë dhe të ndihmojë në promovimin e aplikimit të gjerë dhe përmirësimin industrial të grurit në aspektin mjedisor materiale miqësore.
1. Hyrje
Në epokën e sotme, çështjet mjedisore janë bërë një nga faktorët kryesorë që kufizojnë zhvillimin e shoqërisë njerëzore. Materialet tradicionale si plastika dhe fibrat kimike kanë shkaktuar një sërë problemesh serioze si mungesa e burimeve, konsumi i lartë i energjisë dhe ndotja e bardhë gjatë prodhimit, përdorimit dhe trajtimit të mbetjeve. Në këtë sfond, është urgjente të gjenden materiale alternative të rinovueshme, të degradueshme dhe miqësore me mjedisin. Si një kulturë e rëndësishme ushqimore e rritur gjerësisht në botë, nënproduktet e grurit në procesin e përpunimit, si kashta e grurit dhe krundet e grurit, janë zbuluar se kanë potencial të madh zhvillimi material. Materialet miqësore me mjedisin e grurit të transformuara nga teknologjitë inovative po shfaqen gradualisht dhe pritet të riformësojnë modele të shumta industriale.
2. Pasqyrë egruri materiale miqësore me mjedisin
Burimet dhe përbërësit e lëndëve të para
Gruri materialet miqësore me mjedisin rrjedhin kryesisht ngakashtë gruridhe krunde. Kashta e grurit është e pasur me celulozë, hemicelulozë dhe linjinë, dhe këto polimere natyrale ofrojnë mbështetje strukturore bazë për materialin. Celuloza ka karakteristikat e forcës së lartë dhe kristalinitetit të lartë, gjë që i jep materialit qëndrueshmëri; hemiceluloza është relativisht e lehtë për t'u degraduar dhe mund të përmirësojë performancën e përpunimit; linjina rrit ngurtësinë dhe rezistencën ndaj ujit të materialit. Krundet e grurit janë të pasura me fibra dietike, proteina dhe një sasi të vogël yndyre, minerale, etj., të cilat mund të plotësojnë mungesën e përbërësve të kashtës dhe të optimizojnë performancën e materialit, të tilla si përmirësimi i fleksibilitetit dhe vetive të sipërfaqes, duke e bërë atë më të përshtatshëm për teknologji të larmishme të përpunimit. .
Procesi i përgatitjes
Aktualisht, procesi i përgatitjes së materialeve miqësore me mjedisin e grurit përfshin metoda fizike, kimike dhe biologjike. Metodat fizike të tilla si shtypja mekanike dhe formimi me presion të nxehtë, të cilat shtypin kashtën dhe më pas i japin formë nën temperaturë të lartë dhe presion të lartë, janë të thjeshta për t'u përdorur dhe me kosto të ulët. Ato përdoren shpesh për të përgatitur produkte parësore si pjata dhe enët e disponueshme; metodat kimike përfshijnë reaksionet e esterifikimit dhe eterifikimit, të cilat përdorin reagjentë kimikë për të modifikuar strukturën molekulare të lëndëve të para për të përmirësuar ngjitjen dhe rezistencën ndaj ujit të materialeve për të përmbushur kërkesat më të larta për aplikimet e paketimit dhe tekstilit, por ekziston rreziku i mbetjeve të reagentëve kimikë; metodat biologjike përdorin mikroorganizma ose enzima për të degraduar dhe transformuar lëndët e para. Procesi është i gjelbër dhe i butë dhe mund të përgatiten materiale të shkëlqyera me vlerë të lartë të shtuar. Megjithatë, cikli i gjatë i fermentimit dhe kostoja e lartë e preparateve enzimë kufizojnë aplikimet në shkallë të gjerë dhe shumica e tyre janë në fazën e kërkimit dhe zhvillimit laboratorik.
3. Përparësitë e materialeve të grurit miqësore me mjedisin
Miqësia ndaj mjedisit
Nga këndvështrimi i vlerësimit të ciklit jetësor, materialet miqësore me mjedisin e grurit kanë treguar avantazhet e tyre. Procesi i tij i rritjes së lëndës së parë thith dioksidin e karbonit dhe çliron oksigjen, i cili ndihmon në zbutjen e efektit serë; procesi i prodhimit ka konsum të ulët të energjisë, gjë që redukton shumë varësinë nga energjia fosile në krahasim me sintezën e plastikës me bazë nafte; trajtimi i mbetjeve pas përdorimit është i thjeshtë dhe mund të biodegradohet shpejt në mjedisin natyror, përgjithësisht duke u dekompozuar në ujë të padëmshëm, dioksid karboni dhe humus në disa muaj deri në disa vjet, duke zgjidhur në mënyrë efektive problemet mjedisore si ndotja e tokës dhe bllokimi i ujit. shkaktuar nga “moskorrozioni njëqindvjeçar” i plastikës tradicionale.
Rinovimi i burimeve
Si një kulturë vjetore, gruri mbillet gjerësisht dhe ka një prodhim të madh global çdo vit, i cili mund të sigurojë vazhdimisht dhe në mënyrë të qëndrueshme lëndë të para të mjaftueshme për përgatitjen e materialit. Ndryshe nga burimet jo të rinovueshme si nafta dhe qymyri, për sa kohë që prodhimi bujqësor është i planifikuar në mënyrë të arsyeshme, lëndët e para të grurit janë pothuajse të pashtershme, gjë që siguron zinxhirin afatgjatë të furnizimit të industrisë materiale, zvogëlon rreziqet industriale të shkaktuara nga varfërimi i burimeve dhe përputhet me konceptin e ekonomisë rrethore.
Performancë unike
Materialet miqësore me mjedisin e grurit kanë veti të mira izoluese të nxehtësisë dhe izolimit të zërit, të cilat rrjedhin nga struktura e brendshme e fibrave poroze. Ajri e mbush atë për të formuar një pengesë natyrore, e cila ka përparësi të konsiderueshme në fushën e pllakave izoluese të ndërtimit; në të njëjtën kohë, materiali është i lehtë në teksturë dhe ka një densitet të ulët relative, i cili redukton peshën e produktit dhe lehtëson transportin dhe përdorimin. Për shembull, në fushën e paketimit të hapësirës ajrore, zvogëlon kostot duke siguruar performancën mbrojtëse; përveç kësaj, ka edhe veti të caktuara antibakteriale. Përbërësit natyralë në kashtën e grurit dhe krundet e grurit kanë një efekt frenues në rritjen e disa mikroorganizmave, duke zgjatur jetëgjatësinë e produktit dhe kanë perspektiva të gjera në aplikimet e paketimit të ushqimit.
4. Fushat e aplikimit të materialeve miqësore me mjedisin e grurit
Industria e paketimit
Në fushën e ambalazhimit, materialet miqësore me mjedisin e grurit po zëvendësojnë gradualisht ambalazhet tradicionale plastike. Për sa i përket enëve të tavolinës njëpërdorimshme, pjatat, kutitë e drekës, kashtët etj. nga kashta e grurit janë të ngjashme në pamje me plastikën, por janë jo toksike dhe pa shije dhe nuk çlirojnë kimikate të dëmshme kur nxehen, duke plotësuar nevojat e dërgimit të ushqimit. Disa kompani të mëdha të kateringut me zinxhirë kanë filluar të përpiqen t'i promovojnë ato; në paketimin ekspres, materialet ambalazhuese, zarfet dhe kartonat e bëra prej tij përdoren për të mbushur veshjen, e cila ka performancë të mirë mbytëse, mbron mallrat dhe është në të njëjtën kohë e degradueshme, duke reduktuar grumbullimin e mbeturinave ekspres. Platformat e tregtisë elektronike dhe kompanitë ekspres e kanë pilotuar atë dhe pritet të riformojë sistemin e paketimit të logjistikës së gjelbër.
Industria e tekstilit
Fibra celuloze nxirret nga kashta e grurit dhe krundet e grurit dhe përpunohet në një lloj të ri pëlhure tekstili përmes një procesi të veçantë tjerrëse. Kjo lloj pëlhure është e butë dhe miqësore me lëkurën, ajroset dhe ka thithjen më të mirë të lagështirës se pambuku i pastër. Është e thatë dhe e rehatshme për t'u veshur, dhe ka ngjyrën dhe strukturën e vet natyrale. Ajo ka vlerë unike estetike dhe është shfaqur në fushën e modës së lartë dhe arredimit të shtëpisë. Disa marka të modës kanë lançuar veshje të kufizuara me fibra gruri, të cilat kanë tërhequr vëmendjen e tregut dhe kanë injektuar vitalitet në zhvillimin e modës së qëndrueshme.
Industria e ndërtimit
Si një material izolues ndërtimi, panelet miqësore me mjedisin e grurit instalohen lehtë dhe efekti i izolimit është i krahasueshëm me atë të paneleve tradicionale të polistirenit, por pa rrezikun e ndezshmërisë së këtij të fundit dhe çlirimit të gazit toksik, duke përmirësuar sigurinë nga zjarri të ndërtesave; në të njëjtën kohë, ato përdoren për dekorimin e brendshëm, si panelet dhe tavanet dekorative të mureve, për të krijuar një atmosferë natyrale dhe të ngrohtë, si dhe mund të rregullojnë lagështinë e brendshme, të thithin aromat dhe të krijojnë një mjedis jetese të shëndetshëm. Disa projekte të demonstrimit të ndërtesave ekologjike i kanë miratuar ato në sasi të mëdha, duke udhëhequr trendin e materialeve të gjelbërta të ndërtimit.
Fusha bujqësore
Në prodhimin bujqësor, vazot e fidanëve dhe mulçi i bërë nga materiale gruri miqësore me mjedisin luajnë një rol të rëndësishëm. Vazot e fidanëve mund të degradohen natyrshëm dhe nuk ka nevojë të hiqen vazot gjatë transplantimit të fidanëve, duke shmangur dëmtimin e rrënjëve dhe duke përmirësuar shkallën e mbijetesës së transplantimit; mulçi i degradueshëm mbulon tokën bujqësore, ruan lagështinë dhe rrit temperaturën për të nxitur rritjen e të korrave dhe dekompozohet pas përfundimit të sezonit të rritjes, pa ndikuar në kultivimin e ardhshëm të bimëve, duke zgjidhur problemin e mbetjeve tradicionale të mulchit plastik që ndotin tokën dhe pengojnë operacionet bujqësore, dhe duke promovuar qëndrueshmërinë. zhvillimin bujqësor.
V. Sfidat me të cilat përballet zhvillimi i materialeve miqësore me mjedisin e grurit
Grykat e ngushta teknike
Pavarësisht progresit në kërkimin dhe zhvillimin, ende ekzistojnë vështirësi teknike. Së pari, optimizimi i performancës së materialit. Për sa i përket përmirësimit të forcës dhe rezistencës ndaj ujit për të përmbushur skenarët komplekse të përdorimit, teknologjitë ekzistuese nuk mund të balancojnë koston dhe performancën, gjë që kufizon zgjerimin e aplikacioneve të nivelit të lartë. Së dyti, procesi i prodhimit është i paqëndrueshëm dhe luhatja e përbërësve të lëndës së parë në grupe të ndryshme çon në cilësi të pabarabartë të produktit, duke e bërë të vështirë arritjen e prodhimit të standardizuar në shkallë të gjerë, duke ndikuar në besimin e investimeve të korporatave dhe promovimin e tregut.
Faktorët e kostos
Aktualisht, kostoja e materialeve miqësore me mjedisin e grurit është më e lartë se ajo e materialeve tradicionale. Në fazën e grumbullimit të lëndës së parë, kashta shpërndahet, rrezja e grumbullimit është e madhe dhe ruajtja është e vështirë, gjë që rrit kostot e transportit dhe magazinimit; në fazën e prodhimit, pajisjet e avancuara mbështeten në importe, preparatet biologjike të enzimës dhe reagentët e modifikimit kimik janë të shtrenjta, dhe megjithëse konsumi i energjisë së prodhimit është relativisht i ulët, ai ende përbën një pjesë të madhe të kostos; në fazën e hershme të promovimit të tregut, efekti i shkallës nuk është formuar dhe kostoja e produktit për njësi nuk mund të reduktohet. Është në disavantazh për të konkurruar me materiale tradicionale me çmim të ulët, gjë që pengon konsumatorët dhe ndërmarrjet të zgjedhin.
Ndërgjegjësimi dhe pranimi i tregut
Konsumatorët janë mësuar prej kohësh me materialet dhe produktet tradicionale dhe kanë njohuri të kufizuara për materialet miqësore me mjedisin e grurit. Ata janë të shqetësuar për qëndrueshmërinë dhe sigurinë e tyre dhe kanë pak vullnet për të blerë; nga ana e ndërmarrjes, ato janë të kufizuara nga kostot dhe rreziqet teknike dhe janë të kujdesshëm në lidhje me transformimin në materiale të reja. Në veçanti, ndërmarrjeve të vogla dhe të mesme u mungojnë fondet dhe talentet për K&ZH dhe është e vështirë për t'u ndjekur në kohë; për më tepër, zinxhiri industrial në rrjedhën e poshtme nuk është i pajisur mirë dhe ka mungesë të objekteve profesionale të riciklimit dhe trajtimit, gjë që ndikon në riciklimin e produkteve të mbeturinave dhe, nga ana tjetër, pengon zgjerimin e tregut të parë të materialeve.
VI. Strategjitë e reagimit dhe mundësitë e zhvillimit
Bashkëpunimi industri-universitet-kërkim për të përshkuar teknologjinë
Universitetet, institucionet kërkimore-shkencore dhe ndërmarrjet duhet të punojnë ngushtë së bashku. Universitetet duhet t'i japin rëndësi të plotë avantazheve të tyre në kërkimin bazë dhe të eksplorojnë mekanizma të rinj të modifikimit të materialit dhe rrugët e biotransformimit; Institucionet e kërkimit shkencor duhet të fokusohen në optimizimin e procesit dhe të kryejnë bashkërisht prodhimin pilot me ndërmarrjet për të kapërcyer çështjet e stabilitetit teknik; ndërmarrjet duhet të ofrojnë fonde dhe reagime ndaj tregut për të përshpejtuar industrializimin e rezultateve të kërkimit shkencor, të tilla si krijimi i qendrave të përbashkëta K&Zh, dhe qeveria duhet të krijojë dhe të ofrojë mbështetje politike për të promovuar përsëritjen dhe përmirësimin teknologjik.
Mbështetja e politikave redukton kostot
Qeveria ka prezantuar politikat e subvencionimit për të ofruar subvencione transporti për grumbullimin e lëndëve të para për të reduktuar kostot e logjistikës; ana e prodhimit ofron përjashtime nga taksat për blerjet e pajisjeve dhe kërkimin dhe zhvillimin e teknologjisë së re për të inkurajuar ndërmarrjet të përditësojnë teknologjinë; Ndërmarrjeve në rrjedhën e poshtme që përdorin materiale miqësore me mjedisin e grurit, si kompanitë e ambalazhimit dhe ndërtimit, u jepen subvencione për prokurimin e gjelbër për të stimuluar kërkesën e tregut dhe nëpërmjet mbështetjes së të gjithë zinxhirit industrial, ndihmojnë në uljen e kostove dhe ngushtimin e hendekut të çmimeve me materialet tradicionale.
Forconi publicitetin dhe rrisni ndërgjegjësimin
Përdorni media, ekspozita dhe aktivitete të njohura shkencore për të publikuar avantazhet dhe rastet e aplikimit të materialeve miqësore me mjedisin e grurit përmes kanaleve të shumta, për të shfaqur certifikimin e sigurisë dhe qëndrueshmërisë së produktit dhe për të eliminuar shqetësimet e konsumatorëve; të ofrojë trajnime teknike dhe udhëzime transformuese për ndërmarrjet, të ndajë përvojat e suksesshme të rasteve dhe të stimulojë entuziazmin e korporatës; vendosja e standardeve të industrisë dhe sistemeve të identifikimit të produkteve, standardizimi i tregut, lehtësimi i identifikimit dhe besimit për konsumatorët dhe ndërmarrjet, krijimi i një ekologjie të mirë industriale dhe shfrytëzimi i mundësive të tregut të konsumit të gjelbër dhe zhvillimit të qëndrueshëm.
VII. Perspektiva e së ardhmes
Me inovacionin e vazhdueshëm teknologjik, përmirësimin e vazhdueshëm të politikave dhe përmirësimin e ndërgjegjësimit të tregut, materialet miqësore me mjedisin e grurit pritet të sjellin zhvillim shpërthyes. Në të ardhmen, do të lindin materiale të përbërë gruri me performancë të lartë, duke integruar avantazhet e materialeve të ndryshme natyrore ose sintetike dhe duke u zgjeruar në fusha të teknologjisë së lartë si automobilat dhe elektronika; do të shfaqen materiale inteligjente të perceptueshme gruri, monitorim në kohë reale i mjedisit dhe freskisë së ushqimit, fuqizimi i ambalazheve inteligjente dhe shtëpive inteligjente; do të formohen grupime industriale dhe i gjithë zinxhiri nga mbjellja e lëndëve të para, përpunimi i materialit deri te riciklimi i produkteve do të zhvillohet në mënyrë të koordinuar, duke realizuar shfrytëzimin efikas të burimeve dhe maksimizimin e përfitimeve industriale, duke u bërë forca thelbësore e industrisë globale të materialeve të gjelbra dhe duke vendosur një baza materiale të forta për prosperitetin e qëndrueshëm të shoqërisë njerëzore.
VIII. konkluzioni
Materialet miqësore me mjedisin e grurit, me avantazhet e tyre të jashtëzakonshme mjedisore, burimore dhe performancës, kanë treguar perspektiva të gjera në shumë fusha. Edhe pse aktualisht po përballen me shumë sfida si teknologjia, kostoja dhe tregu, ata pritet të kalojnë vështirësitë përmes përpjekjeve të përbashkëta të të gjitha palëve. Shfrytëzimi i mundësisë për t'u zhvilluar fuqishëm jo vetëm që do të zgjidhë krizën mjedisore të shkaktuar nga materialet tradicionale, por gjithashtu do të lindë industri të gjelbra në zhvillim, do të arrijë një situatë të favorshme të rritjes ekonomike dhe mbrojtjes së mjedisit, do të hapë një epokë të re në fushën e materialeve dhe të krijojë një shtëpi më të mirë ekologjike për brezat e ardhshëm.