Küresel çevre koruma bilincinin sürekli iyileştirilmesi ve sürdürülebilir kalkınma için giderek daha acil olan talep ile geleneksel malzemeler birçok zorlukla karşı karşıyadır ve buğday çevre dostu malzemeler ortaya çıkan biyo bazlı bir malzeme olarak ortaya çıkmıştır. Bu makale, buğday çevre dostu malzemelerin özellikleri, araştırma ve geliştirme ve üretim durumu üzerinde ayrıntılı olarak ayrıntılı olarak ele alır, ambalaj, tekstil, inşaat, tarım ve diğer alanlardaki uygulama beklentilerini derinlemesine analiz eder ve gelecekteki kalkınma eğilimlerini ve zorlukları araştırır, ilgili endüstri pratisyenleri için kapsamlı bir referans vermeyi ve sanayi uygulamalarını teşvik etmeyi amaçlayan ve gelişmeye yardımcı olmayı amaçlamaktadır.
1. Giriş
Günümüz döneminde, çevre meseleleri insan toplumunun gelişimini kısıtlayan temel faktörlerden biri haline gelmiştir. Plastik ve kimyasal lifler gibi geleneksel malzemeler, üretim, kullanım ve atık arıtımı sırasında kaynak kıtlığı, yüksek enerji tüketimi ve beyaz kirlilik gibi bir dizi ciddi soruna neden olmuştur. Bu arka plana karşı, yenilenebilir, bozunabilir ve çevre dostu alternatif materyaller bulmak acildir. Dünyada yaygın olarak yetiştirilen önemli bir gıda mahsulü olarak, buğday samanı ve buğday kepeği gibi işleme sürecindeki yan ürünlerin büyük malzeme geliştirme potansiyeline sahip olduğu bulunmuştur. Yenilikçi teknolojiler tarafından dönüştürülen buğday çevre dostu malzemeler yavaş yavaş ortaya çıkmakta ve çoklu endüstriyel modelleri yeniden şekillendirmesi beklenmektedir.
2. Genel Bakışbuğday çevre dostu malzemeler
Hammadde kaynakları ve malzemeleri
Buğday çevre dostu malzemeler esas olarakbuğday sepetive Bran. Buğday samanı selüloz, hemiselüloz ve lignin bakımından zengindir ve bu doğal polimerler malzeme için temel yapısal destek sağlar. Selüloz, malzeme tokluğunu veren yüksek mukavemet ve yüksek kristallik özelliklerine sahiptir; Hemiselülozun bozulması nispeten kolaydır ve işleme performansını iyileştirebilir; Lignin, malzemenin sertliğini ve su direncini arttırır. Buğday kepeği, diyet lifi, protein ve az miktarda yağ, mineral, vb. Açısından zengindir, bu da saman bileşenlerinin eksikliğini destekleyebilir ve esnekliği ve yüzey özelliklerini iyileştirmek gibi malzeme performansını optimize edebilir ve çeşitlendirilmiş işlem teknolojisi için daha uygun hale getirir.
Hazırlık süreci
Şu anda, buğday çevre dostu malzemelerin hazırlama süreci fiziksel, kimyasal ve biyolojik yöntemleri kapsamaktadır. Samanı ezen ve daha sonra yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında şekillendiren mekanik ezme ve sıcak presleme kalıplama gibi fiziksel yöntemler, çalışması basit ve maliyeti düşüktür. Genellikle tek kullanımlık sofra ve plakalar gibi birincil ürünler hazırlamak için kullanılırlar; Kimyasal yöntemler, ambalaj ve tekstil uygulamaları için daha yüksek gereksinimleri karşılamak için malzemelerin yapışmasını ve su direncini iyileştirmek için hammaddelerin moleküler yapısını değiştirmek için kimyasal reaktifler kullanan esterleştirme ve eterleştirme reaksiyonlarını içerir, ancak kimyasal reaktif kalıntıları riski vardır; Biyolojik yöntemler, hammaddeleri parçalamak ve dönüştürmek için mikroorganizmalar veya enzimler kullanır. İşlem yeşil ve naziktir ve yüksek katma değerli ince malzemeler hazırlanabilir. Bununla birlikte, uzun fermantasyon döngüsü ve enzim preparatlarının yüksek maliyeti büyük ölçekli uygulamaları sınırlar ve bunların çoğu laboratuvar araştırma ve geliştirme aşamasındadır.
3. Buğday çevre dostu malzemelerin avantajları
Çevre dostu
Yaşam döngüsü değerlendirmesi açısından, buğday çevre dostu malzemeler avantajlarını göstermiştir. Hammadde büyüme süreci karbondioksiti emer ve sera etkisini hafifletmeye yardımcı olan oksijeni serbest bırakır; Üretim süreci düşük enerji tüketimine sahiptir, bu da petrol bazlı plastik sentezine kıyasla fosil enerjisine bağımlılığı büyük ölçüde azaltır; Kullanımdan sonra atık arıtma basittir ve doğal ortamda hızlı bir şekilde biyolojik olarak bozunabilir, genellikle birkaç aydan birkaç yıla kadar zararsız su, karbondioksit ve humusa ayrıştırılabilir, toprak kirliliği ve geleneksel plastiklerin “yüz yıllık korozyonun” neden olduğu su tıkanması gibi çevre problemlerini etkili bir şekilde çözer.
Kaynak yenilenebilirliği
Yıllık bir ürün olarak, buğday yaygın olarak ekilir ve her yıl büyük bir küresel çıktıya sahiptir, bu da malzeme hazırlığı için sürekli ve stabil bir şekilde yeterli hammadde sağlayabilir. Petrol ve kömür gibi yenilenemeyen kaynakların aksine, tarımsal üretim makul bir şekilde planlandığı sürece, buğday hammaddeleri neredeyse tükenmezdir, bu da malzeme endüstrisinin uzun vadeli tedarik zincirini sağlar, kaynak tükenmesinin neden olduğu endüstriyel riskleri azaltır ve dairesel ekonomi kavramına uygundur.
Benzersiz performans
Buğday çevre dostu malzemeler, iç gözenekli fiber yapısından türetilen iyi ısı yalıtımına ve ses yalıtım özelliklerine sahiptir. Hava, bina yalıtım panoları alanında önemli avantajları olan doğal bir bariyer oluşturmak için doldurur; Aynı zamanda, malzeme dokuda hafiftir ve ürünün ağırlığını azaltan ve ulaşım ve kullanımı kolaylaştıran düşük bir nispi yoğunluğa sahiptir. Örneğin, havacılık ambalajı alanında, koruyucu performans sağlarken maliyetleri azaltır; Ek olarak, bazı antibakteriyel özelliklere de sahiptir. Buğday samanı ve buğday kepekindeki doğal bileşenler, bazı mikroorganizmaların büyümesi üzerinde engelleyici bir etkiye sahiptir, ürünün raf ömrünü uzatır ve gıda ambalaj uygulamalarında geniş beklentilere sahiptir.
4. Buğday Çevre Dostu Malzemelerin Uygulama Alanları
Ambalaj endüstrisi
Ambalaj alanında, buğday çevre dostu malzemeler yavaş yavaş geleneksel plastik ambalajın yerini alıyor. Tek kullanımlık sofra takımı, plakalar, öğle yemeği kutuları, pipetler vb. Buğday samanından yapılmış, görünüşte plastikle benzerdir, ancak toksik olmayan ve tatsızdır ve ısıtıldığında zararlı kimyasallar serbest bırakmaz, gıda dağıtım ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Bazı büyük zincir catering şirketleri onları tanıtmaya çalışmaya başladı; Ekspres ambalajlarda, yastıklama malzemeleri, zarflar ve ondan yapılmış kartonlar, iyi yastıklama performansına sahip, malları koruyan ve aynı zamanda bozulabilir ve ekspres çöp birikimini azaltan astarı doldurmak için kullanılır. E-ticaret platformları ve ekspres şirketleri bunu pilotlaştırdı ve yeşil lojistik ambalaj sistemini yeniden şekillendirmesi bekleniyor.
Tekstil endüstrisi
Selüloz lif, buğday saman ve buğday kepeğiden çıkarılır ve özel bir eğirme işlemi ile yeni bir tekstil kumaş türüne işlenir. Bu tip kumaş yumuşak ve cilt dostu, nefes alabilen ve saf pamuktan daha iyi nem emilimine sahiptir. Kuru ve giyilmesi rahattır ve kendi doğal rengi ve dokusuna sahiptir. Eşsiz estetik değeri vardır ve üst düzey moda ve ev mobilyaları alanlarında ortaya çıkmıştır. Bazı moda markaları, pazarın dikkatini çeken ve sürdürülebilir moda gelişimine canlılık enjekte eden sınırlı sayıda buğday fiber kıyafetini başlattı.
İnşaat endüstrisi
Bir bina yalıtım malzemesi olarak, buğday çevre dostu panellerin kurulması kolaydır ve yalıtım etkisi geleneksel polistiren panellerinkiyle karşılaştırılabilir, ancak ikincisinin alevlenebilirliği ve toksik gaz serbest bırakma tehlikeleri olmadan, binaların yangın güvenliğini artırır; Aynı zamanda, duvar dekoratif panelleri ve tavanlar gibi iç dekorasyon için doğal ve sıcak bir atmosfer yaratmak için kullanılırlar ve ayrıca iç mekan nemini ayarlayabilir, kokuları emebilir ve sağlıklı bir yaşam ortamı yaratabilir. Bazı ekolojik bina gösteri projeleri bunları büyük miktarlarda benimsedi ve yeşil yapı malzemelerinin eğilimine öncülük etti.
Tarım alanı
Tarımsal üretimde, fide kapları ve buğday çevre dostu malzemelerden yapılmış malç önemli bir rol oynamaktadır. Fide kapları doğal olarak bozulabilir ve fideleri nakledirken, kök hasarından kaçınırken ve nakil hayatta kalma oranını iyileştirirken saksıların çıkarılmasına gerek yoktur; Bozulabilir malç tarım arazilerini kapsar, nemi korur ve mahsul büyümesini teşvik etmek için sıcaklığı arttırır ve bir sonraki mahsul yetiştiriciliğini etkilemeden, toprağı kirleten ve tarımsal operasyonları engelleyen geleneksel plastik malç kalıntıları problemini çözmeden ve sürdürülebilir tarımsal gelişimi teşvik etmeden kendini ayrıştırır.
V. Buğday Çevre Dostu Malzemelerin Geliştirilmesinin Karşılaştığı Zorluklar
Teknik darboğazlar
Araştırma ve geliştirmedeki ilerlemeye rağmen, teknik zorluklar hala mevcuttur. İlk olarak, malzeme performans optimizasyonu. Karmaşık kullanım senaryolarını karşılamaya yönelik güç ve su direncini iyileştirmek açısından, mevcut teknolojiler maliyet ve performansı dengeleyemez, bu da üst düzey uygulamaların genişlemesini kısıtlar. İkincisi, üretim süreci kararsızdır ve hammadde bileşenlerinin farklı partilerde dalgalanması, eşit olmayan ürün kalitesine yol açar, bu da standartlaştırılmış büyük ölçekli üretim elde etmeyi zorlaştırır, kurumsal yatırım güvenini ve pazar tanıtımını etkilemektedir.
Maliyet faktörleri
Şu anda, buğday çevre dostu malzemelerin maliyeti geleneksel malzemelerden daha yüksektir. Hammadde toplama aşamasında saman dağılmış, toplama yarıçapı büyüktür ve depolama zordur, bu da ulaşım ve depolama maliyetlerini artırır; Üretim aşamasında, gelişmiş ekipman ithalat, biyolojik enzim preparatları ve kimyasal modifikasyon reaktiflerine dayanır ve üretim enerji tüketimi nispeten düşük olmasına rağmen, hala maliyetin büyük bir kısmını oluşturur; Piyasa tanıtımının ilk aşamasında ölçek etkisi oluşmamıştır ve birim ürün maliyeti azaltılamaz. Tüketicileri ve işletmelerin seçmesini engelleyen düşük fiyatlı geleneksel malzemelerle rekabet etmek dezavantajlıdır.
Piyasa bilinçlendirme ve kabulü
Tüketiciler uzun zamandır geleneksel malzemelere ve ürünlere alışmışlar ve buğday çevre dostu malzemeler hakkında sınırlı bilgiye sahiptir. Dayanıklılık ve güvenlikleri konusunda endişeleniyorlar ve satın almaya çok az istekliler; Kurumsal tarafta, maliyet ve teknik risklerle sınırlıdırlar ve yeni malzemelere dönüşüm konusunda temkinlidirler. Özellikle, küçük ve orta ölçekli işletmeler Ar-Ge fonlarından ve yeteneklerinden yoksundur ve zamanında takip etmek zordur; Buna ek olarak, aşağı akış endüstriyel zinciri iyi donanımlı değildir ve atık ürünlerin geri dönüşümünü etkileyen ve buna karşılık malzeme pazarının genişlemesini engelleyen profesyonel geri dönüşüm ve tedavi tesislerinin eksikliği vardır.
VI. Yanıt stratejileri ve geliştirme fırsatları
Teknolojiyi kırmak için endüstri-üniversite-araştırma işbirliği
Üniversiteler, bilimsel araştırma kurumları ve işletmeler birlikte çalışmalıdır. Üniversiteler temel araştırmalardaki avantajlarına tam olarak oyun vermeli ve yeni malzeme modifikasyon mekanizmalarını ve biyotransformasyon yollarını keşfetmelidir; Bilimsel araştırma kurumları süreç optimizasyonuna odaklanmalı ve teknik istikrar sorunlarının üstesinden gelmek için işletmelerle birlikte pilot üretim yapmalıdır; İşletmeler, ortak Ar -Ge merkezlerinin kurulması gibi bilimsel araştırma sonuçlarının sanayileşmesini hızlandırmak için fon ve piyasa geri bildirimi sağlamalı ve hükümet, teknolojik yineleme ve yükseltmeyi teşvik etmek için politika desteği sağlamalı ve politika desteği sağlamalıdır.
Politika desteği maliyetleri azaltır
Hükümet, lojistik maliyetlerini azaltmak için hammadde toplama için ulaşım sübvansiyonları sağlamak için sübvansiyon politikaları getirmiştir; Üretim tarafı, işletmeleri teknolojiyi güncellemeye teşvik etmek için ekipman alımları ve yeni teknoloji araştırma ve geliştirme için vergi muafiyetleri sağlar; Ambalaj ve inşaat şirketleri gibi buğday çevre dostu malzemeleri kullanan aşağı akış işletmelerine, piyasa talebini teşvik etmek için yeşil tedarik sübvansiyonları verilir ve tüm endüstriyel zincirin desteği yoluyla maliyetleri azaltmaya ve fiyat farkını geleneksel malzemelerle daraltmaya yardımcı olur.
Tanıtımı güçlendirmek ve farkındalığı arttırmak
Birden fazla kanal aracılığıyla buğday çevre dostu malzemelerin avantajlarını ve uygulama durumlarını tanıtmak, ürün güvenliği ve dayanıklılık sertifikası sergilemek ve tüketici endişelerini ortadan kaldırmak için medya, sergiler ve popüler bilim etkinliklerini kullanın; İşletmeler için teknik eğitim ve dönüşüm rehberliği sağlayın, başarılı vaka deneyimlerini paylaşın ve kurumsal coşkuyu teşvik edin; Endüstri standartları ve ürün tanımlama sistemleri oluşturun, pazarı standartlaştırın, tüketicilerin ve işletmelerin tanımlamalarını ve güvenmesini, iyi bir endüstriyel ekoloji oluşturmasını ve yeşil tüketim ve sürdürülebilir kalkınma piyasası fırsatlarını ele geçirmesini kolaylaştırın.
Vii. Gelecek Görünüm
Sürekli teknolojik yenilik, politikaların sürekli iyileştirilmesi ve piyasa bilinçlendirilmesiyle, buğday çevre dostu malzemelerin patlayıcı gelişimde ilerlemesi beklenmektedir. Gelecekte, çeşitli doğal veya sentetik malzemelerin avantajlarını entegre eden ve otomobiller ve elektronikler gibi yüksek teknoloji alanlarına genişleyen yüksek performanslı kompozit buğday malzemeleri doğacak; Akıllı algılanabilir buğday malzemeleri ortaya çıkacak, çevrenin gerçek zamanlı izlenmesi ve gıda tazeliği, akıllı ambalaj ve akıllı evleri güçlendirecek; Endüstriyel kümeler oluşturulacak ve hammadde dikiminden, malzeme işlenmesinden ürün geri dönüşümüne kadar tüm zincir, koordineli bir şekilde gelişecek, verimli kaynak kullanımını gerçekleştirecek ve endüstriyel faydaları en üst düzeye çıkaracak, küresel yeşil malzeme endüstrisinin temel gücü haline gelecek ve insan toplumunun sürdürülebilir refahı için sağlam bir temel temel oluşturacaktır.
VIII. Çözüm
Olağanüstü çevre, kaynak ve performans avantajları ile buğday çevre dostu malzemeler, birçok alanda geniş beklentiler göstermiştir. Şu anda teknoloji, maliyet ve pazar gibi birçok zorlukla karşı karşıya olmalarına rağmen, tüm tarafların ortak çabalarıyla zorlukları aşmaları bekleniyor. Güçlü bir şekilde gelişme fırsatını ele geçirmek sadece geleneksel malzemelerin getirdiği çevresel krizi çözmekle kalmayacak, aynı zamanda ortaya çıkan yeşil endüstrileri doğuracak, ekonomik büyüme ve çevre korumasının bir kazan-kazan durumuna ulaşacak, malzeme alanında yeni bir dönem açacak ve gelecek nesiller için daha iyi bir ekolojik ev yaratacaktır.