З постійним вдосконаленням глобальної обізнаності про захист навколишнього середовища та все більш нагальний попит на сталий розвиток, традиційні матеріали стикаються з багатьма проблемами, а екологічно чисті матеріали пшениці стали як виникаючі матеріали, що виникають. This article elaborates on the characteristics, research and development and production status of wheat environmentally friendly materials, deeply analyzes its application prospects in packaging, textiles, construction, agriculture and other fields, and explores the opportunities and challenges faced, looking forward to future development trends, aiming to provide a comprehensive reference for relevant industry practitioners, researchers and policy makers, and help promote the widespread application and industrial upgrading of wheat environmentally friendly матеріали.
1. Вступ
У сучасну епоху екологічні проблеми стали одним із ключових факторів, що обмежують розвиток людського суспільства. Традиційні матеріали, такі як пластмаси та хімічні волокна, спричинили низку серйозних проблем, таких як дефіцит ресурсів, високе споживання енергії та забруднення білого під час виробництва, використання та лікування відходів. На цьому тлі терміново знайти поновлювані, розкладаються та екологічно чисті альтернативні матеріали. Як важливий продовольчий урожай, широко вирощений у світі, побічні продукти пшениці в процесі переробки, такі як солома пшениці та пшеничні висівки, мають величезний потенціал розвитку матеріалу. Екологічно чисті матеріали, трансформовані інноваційними технологіями, поступово виникають і, як очікується, перероблять кілька промислових моделей.
2. ОглядПшениця екологічно чисті матеріали
Джерела та інгредієнти сировини
Екологічно чисті матеріали пшениці в основному отримані зпшенична соломаі Бран. Солома пшениці багата целюлозою, геміцелюлозою та лігніном, і ці природні полімери забезпечують основну структурну підтримку матеріалу. Целюлоза має характеристики високої міцності та високої кристалічності, що дає матеріальну міцність; Геміцелюлоза порівняно легко деградувати і може покращити продуктивність обробки; Лігнін підвищує жорсткість і водостійкість матеріалу. Бран пшениці багаті дієтичними волокнами, білком та невеликою кількістю жирів, мінералів тощо, що може доповнити дефіцит солом'яних компонентів та оптимізувати продуктивність матеріалу, наприклад, покращення гнучкості та властивостей поверхні, що робить його більш придатним для диверсифікованої технології обробки.
Процес підготовки
В даний час процес підготовки екологічно чистих матеріалів пшениці охоплює фізичні, хімічні та біологічні методи. Фізичні методи, такі як механічне дроблення та гаряче пресування, що розчавлюють солому, а потім формують її під високою температурою та високим тиском, прості в експлуатації та низька вартість. Їх часто використовують для приготування первинних продуктів, таких як одноразовий посуд та таблички; Хімічні методи включають реакції естерифікації та ефірності, які використовують хімічні реагенти для модифікації молекулярної структури сировини для поліпшення адгезії та водостійкості матеріалів для задоволення більш високих вимог до упаковки та текстильних застосувань, але є ризик виникнення залишків хімічних реагентів; Біологічні методи використовують мікроорганізми або ферменти для погіршення та перетворення сировини. Процес є зеленим і ніжним, і можна підготувати тонкі матеріали з високою вартістю. Однак тривалий цикл бродіння та висока вартість препаратів ферментів обмежують масштабні програми, і більшість з них перебувають у етапі лабораторних досліджень та розробок.
3. Переваги екологічно чистих матеріалів пшениці
Екологічна доброзичливість
З точки зору оцінки життєвого циклу, екологічно чисті матеріали пшениці показали свої переваги. Його процес росту сировини поглинає вуглекислий газ і вивільняє кисень, що допомагає полегшити парниковий ефект; Процес виробництва має низьке споживання енергії, що значно знижує залежність від викопної енергії порівняно з пластичним синтезом на основі нафти; Обробка відходів після використання проста, і її можна швидко біодеградувати в природному середовищі, як правило, розкладається на нешкідливі води, вуглекислий газ та гумус через кілька місяців до кількох років, ефективно вирішуючи екологічні проблеми, такі як забруднення ґрунту та блокування води, спричинені "сотням некорозій" традиційних пластиків.
Відновлюваність ресурсів
Як щорічна культура, пшениця широко посаджена і щороку має величезний глобальний результат, що може постійно та стабільно забезпечувати достатню сировину для підготовки матеріалу. На відміну від невідновних ресурсів, таких як нафта та вугілля, до тих пір, поки сільськогосподарське виробництво розумно планується, сировина пшениці майже невичерпна, що забезпечує довгострокову ланцюг поставок матеріальної промисловості, зменшує промислові ризики, спричинені виснаженням ресурсів, та відповідає концепції кругової економіки.
Унікальна продуктивність
Екологічно чисті матеріали пшениці мають хорошу теплоізоляцію та звукоізоляційні властивості, які походять від внутрішньої пористої структури волокон. Повітря заповнює його, утворюючи природний бар'єр, який має значні переваги в галузі будівельних ізоляційних дощок; У той же час, матеріал легкий за текстурою і має низьку відносну щільність, що зменшує вагу продукту та полегшує транспортування та використання. Наприклад, у галузі аерокосмічної упаковки вона зменшує витрати, забезпечуючи при цьому захисні показники; Крім того, він також має певні антибактеріальні властивості. Природні інгредієнти у пшениці та пшеничних висівок гальмують на ріст деяких мікроорганізмів, продовжуючи термін зберігання продукту та мають широкі перспективи у застосуванні упаковки харчових продуктів.
4. Поля застосування пшеничних екологічно чистих матеріалів
Упаковка
У галузі упаковки пшеничні екологічно чисті матеріали поступово замінюють традиційну пластикову упаковку. З точки зору одноразового посуду, пластини, коробки для обіду, соломки тощо, виготовлені з пшеничної соломи, схожі за зовнішнім виглядом на пластику, але є нетоксичними та несмачними, і не вивільняють шкідливі хімічні речовини при нагріванні, задовольняючи потреби доставки їжі. Деякі великі мережеві компанії з громадського харчування почали намагатися їх просувати; У експрес -упаковці, подушки матеріалів, конвертів та коробки, виготовлених з неї, використовуються для заповнення підкладки, яка має хороші показники подушки, захищає товари та одночасно розкладається, зменшуючи накопичення експрес -сміття. Платформи електронної комерції та експрес-компанії пілотували його, і, як очікується, він переробляє зелену логістичну упаковку.
Текстильна промисловість
Целюлозне волокно витягується з пшеничної соломи та пшеничних висівок і переробляється в новий тип текстильної тканини за допомогою спеціального процесу спінінгу. Цей тип тканини є м'яким і сприятливим для шкіри, дихаючою і має краще поглинання вологи, ніж чистий бавовна. Він сухий і зручний для носіння, має власний природний колір та текстуру. Він має унікальну естетичну цінність і з'явився в полях високого класу та домашньої меблів. Деякі модні бренди запустили одяг з обмеженим виданням з пшеничного волокна, який привернув ринкову увагу та вводить життєздатність у розвиток стійкої моди.
Будівельна галузь
Як будівельний ізоляційний матеріал, екологічно чисті пшениці прості в встановленні, а ефект ізоляції порівнянна з традиційними полістиролами, але без небезпеки вивільнення останнього та токсичного вивільнення газу, що підвищує пожежну безпеку будівель; У той же час вони використовуються для оздоблення внутрішніх приміщень, таких як декоративні панелі та стелі стін, для створення природної та теплої атмосфери, а також можуть регулювати вологість у приміщенні, поглинати запахи та створювати здорове життя. Деякі демонстраційні проекти з екологічного будівництва прийняли їх у великих кількостях, що веде тенденцію зелених будівельних матеріалів.
Сільськогосподарське поле
У сільськогосподарському виробництві саджанці та мульчі, виготовлені з екологічно чистих матеріалів пшениці, відіграють важливу роль. Посадові горщики можуть бути природно деградовані, і немає необхідності видаляти горщики при пересадці розсади, уникаючи пошкодження коренів та покращуючи швидкість виживання трансплантації; Розкладається мульча покриває сільськогосподарські угіддя, зберігає вологу та підвищує температуру для сприяння росту врожаю, і розкладається після закінчення періоду вегетаційного періоду, не впливаючи на наступне вирощування врожаю, вирішуючи проблему традиційних пластичних залишків мульчу, що забруднює ґрунт та перешкоджає сільськогосподарському операції та сприяючи стійкому сільськогосподарському розвитку.
V. Проблеми, з якими стикається розвиток екологічно чистих матеріалів пшениці
Технічні вузькі місця
Незважаючи на прогрес у дослідженні та розробці, технічні труднощі все ще існують. По -перше, оптимізація матеріалів. З точки зору покращення сили та водостійкості для задоволення складних сценаріїв використання, існуючі технології не можуть збалансувати витрати та продуктивність, що обмежує розширення додатків високого класу. По-друге, виробничий процес нестабільний, а коливання інгредієнтів сировини в різних партіях призводить до нерівномірної якості продукції, що ускладнює досягнення стандартизованого масштабного виробництва, що впливає на довіру корпоративних інвестицій та сприяння ринку.
Фактори витрат
В даний час вартість екологічно чистих матеріалів пшениці вища, ніж у традиційних матеріалів. На етапі збору сировини солома розкидана, радіус колекції великий, а зберігання важке, що збільшує витрати на транспортування та склади; На етапі виробництва вдосконалене обладнання покладається на імпорт, препарати біологічних ферментів та реагенти хімічної модифікації дорогі, і хоча споживання енергії виробництва відносно низьке, воно все ще становить велику частку витрат; На ранній стадії просування ринку ефект масштабу не утворений, а вартість одиниці продукту не може бути знижена. Це в невигідному стані конкуренції з недорогими традиційними матеріалами, що перешкоджає вибору споживачів та підприємств.
Поінформованість про ринок та прийняття
Споживачі вже давно звикли до традиційних матеріалів та продуктів та мають обмежене знання про екологічно чисті матеріали пшениці. Вони переживають за свою довговічність та безпеку, і мають мало готовності купувати; З боку підприємства вони обмежені витратами та технічними ризиками та обережні щодо перетворення нових матеріалів. Зокрема, у малих та середніх підприємств не вистачає фондів та талантів на НДДКР, і важко слідкувати за часом; Крім того, промисловий ланцюг нижче за течією недостатньо оснащений, і не вистачає професійних споруд для переробки та очищення, що впливає на переробку відходів, і, в свою чергу, гальмує розширення ринку матеріалів переднього кінця.
Vi. Стратегії реагування та можливості розвитку
Університет-дослідницька співпраця для пробивання технологій
Університети, наукові науково -дослідні установи та підприємства повинні тісно співпрацювати. Університети повинні дати повну гру своїм перевагами в основних дослідженнях та вивчити нові механізми модифікації матеріалів та шляхи біотрансформації; Наукові науково -дослідні установи повинні зосередитись на оптимізації процесів та спільно здійснювати пілотне виробництво з підприємствами для подолання проблем технічної стабільності; Підприємства повинні надати кошти та відгук на ринку для прискорення індустріалізації результатів наукових досліджень, таких як створення спільних науково -дослідних центрів, а уряд повинен відповідати та надавати політичну підтримку для сприяння технологічній ітерації та модернізації.
Підтримка політики зменшує витрати
Уряд ввів політику субсидій для надання транспортних субсидій для збору сировини для зменшення логістичних витрат; Виробнича сторона забезпечує звільнення від сплати податків для закупівлі обладнання та нових досліджень та розробки технологій для заохочення підприємств до оновлення технологій; Нижчі підприємства, які використовують екологічно чисті матеріали, такі як упаковки та будівельні компанії, надаються зеленими субсидіями закупівель для стимулювання попиту на ринку, а також завдяки підтримці всього промислового ланцюга, допомагають зменшити витрати та звузити розрив ціни традиційними матеріалами.
Зміцнювати розголос та підвищити обізнаність
Використовуйте медіа, виставки та популярні наукові заходи для оприлюднення переваг та випадків застосування екологічно чистих матеріалів пшениці за допомогою декількох каналів, відображення безпеки продуктів та сертифікації довговічності та усунення проблем споживачів; Забезпечити технічну підготовку та трансформацію для підприємств, ділитися успішним досвідом справ та стимулювати корпоративний ентузіазм; Створити галузеві стандарти та системи ідентифікації продуктів, стандартизувати ринок, полегшити споживачам та підприємствам виявити та довіряти, створювати хорошу промислову екологію та скористатися можливостями споживання зеленого та стійкого розвитку.
Vii. Майбутні світогляди
Завдяки постійному технологічному інновації, постійному вдосконаленню політики та покращенню поінформованості про ринок, очікується, що екологічно чисті матеріали сприяють вибухонебезпечному розвитку. Надалі народиться високопродуктивні композитні пшеничні матеріали, інтегруючи переваги різних природних або синтетичних матеріалів, та розширюючись на високотехнологічні поля, такі як автомобілі та електроніка; З'являються розумні сприйнятливі пшеничні матеріали, в режимі реального часу моніторинг навколишнього середовища та свіжості їжі, розширення можливостей розумної упаковки та розумних будинків; Будуть сформовані промислові кластери, і вся ланцюг від посадки сировини, переробка матеріалів до переробки продукції розвиватиметься узгодженим чином, реалізуючи ефективне використання ресурсів та максимізуючи промислові вигоди, стаючи основною силою глобальної галузі зелених матеріалів та закладаючи тверду матеріальну основу для стійкого процвітання людського суспільства.
Viii. Висновок
Екологічно чисті матеріали з навколишнього середовища з їх видатними перевагами для навколишнього середовища, ресурсів та продуктивності показали широкі перспективи у багатьох галузях. Хоча в даний час вони стикаються з багатьма проблемами, такими як технології, вартість та ринок, вони, як очікується, проникають через труднощі через узгоджені зусилля всіх сторін. Використання можливості енергійного розвитку не тільки вирішить екологічну кризу, спричинену традиційними матеріалами, але й народить нові зелені галузі, досягне безпрограшної ситуації економічного зростання та охорони навколишнього середовища, відкриє нову еру в галузі матеріалів та створить кращий екологічний будинок для майбутніх поколінь.