MATERIAL PLASTIC B IODEGRADABIL, SOLU ȚIE DE VIITOR [609367]

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

PROIECT DE DIPLOMĂ

MATERIAL PLASTIC BIODEGRADABIL
SOLU ȚIE DE VIITOR PENTRU AMBALAJE

Coordonator științific,
Conf. dr. ing. Dorin EFTIMIE

Autor,
Absolvent: [anonimizat] 2018

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

nr. ……………………………………

Aprobat,
DECAN
Prof.dr.ing.Cristian Silviu Simionescu

TEMA
LUCRĂRII DE DIPLOMĂ

Absolvent: [anonimizat]: MATERIAL PLASTIC B IODEGRADABIL, SOLU ȚIE DE VIITOR
PENTRU AMBALAJE.

Conținutul lucrării :
Capitolul 1. DEGRADAREA MEDIULUI, PREOCUPARE CONTINUĂ PRIVIND
CALITATEA VIE ȚII.
Capitolul 2. OBIECTIVE.
Capitolul 3. PLASTIC BIODEGRADABIL O SOLU ȚIE DE VIITOR.
Capitolul 4. ULTIMELE CERCETĂRI Î N DOMENIUL BIODEGRADĂRII.
Capitolul 5. STUDIU BIBLIOGRAFIC PRIVIND SOLU ȚII EXPERIMENTALE DE
BIODEGRADARE – PLASTIC BIODEGRADABIL DIN AMIDON.
Capitolul 6. CONCLUZII FINALE.
Bibliografie.

Director Departament, Conducător Științific,
Ș.l. fiz. dr. ing. Viorel Carta ș Conf. dr. ing. Dorin Eftimie

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

REFERAT
asupra lucrării de diplomă a candidat: [anonimizat], Conf. dr. ing. Dorin Eftimie, conducător științific al lucrării de diplomă a
candidat: [anonimizat], am verificat lucrarea de diplomă și am constatat următoarele:

1) Tema lucrării de diplomă:
MATERIAL PLASTIC BIODEGRADABIL, SOLU ȚIE DE VIITOR PENTRU
AMBALAJE.

2) Tratarea problemelor impuse prin temă au fost rezolvate în felul următor:

– Tema lucrării de diplomă constituie un început pentru introducerea unei noi tehnologii de
realizare a materialelor biodegradabile. Pornind de la cerin țele europene, privind combaterea
reciclării deficitare a maselor plastice, în studiul bibliografic s -a eviden țiat atât fazele reciclării
cât și fazele unei instala ții optimizate de reciclare a maselor plastice, dar și impactul asupra
poluării mediului înconjurător. Necesitatea implementării unor tehnologii de biodegradare este
vitală pentru continuarea su pravie țuirii speciei umane pe Terra.
– Capitolele au fost expuse într -un mod unitar conform cerin țelor lucrării de diplomă.
– În cadrul studiului de caz s -a expus ob ținerea unui material plastic biodegradabil din amidon,
testat pe o perioadă limitată de timp, eviden țiindu -se în fapt stări de biodegradare diferite. Studiul
de caz poate constitui un punct de plecare pentru viitoarele cercetări.

ÎN CONCLUZIE , lucrarea de diplomă a candidatului Gheorghe Titi Cătălin, POATE fi
prezentată spre susț inere în fața comisiei cu nota: 9 ( nouă ).

Conduc ător științific,

Conf. dr. ing. Dorin Eftimie

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

DECLARAȚIE

Subsemnatul Gheorghe Titi Cătălin, absolvent al Universității „Dunărea de
Jos” din Galați, Facultatea de Inginerie și Agronomie din Bră ila, specializarea
Ingineria Sistemelor Biotehnice și Ecologie, înscris la examenul de licen ță la
Universitatea „Dunărea de Jos” din Galați, Facultatea de Inginerie și Agronomie
din Brăila, domeniul Inginerie Mediului, declar pe propria răspundere că
lucra rea cu titlul MATERIAL PLASTIC BIODEGRADABIL, SOLU ȚIE DE
VIITOR PENTRU AMBALAJE, este rezultatul muncii mele, pe baza cercetărilor
mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate și indicate,
conform normelor etice, în note și î n bibliografii conf. Legii nr. 8/1996 privind
dreptul de autor și drepturile conexe.
Declar că nu am folosit în mod tacit sau ilegal munca altora și că nici o parte
din lucrare nu încalcă drepturile de proprietate intelectuală ale altcuiva, persoană
fizică sau juridică.
Declar că lucrarea nu a mai fost prezentată sub această formă vreunei
instituții de invățământ superior în vederea obținerii unui grad sau titlu științific ori
didactic.

Data : Semnătura___________

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Cuprins

CAP.1 Degradarea mediului, procupare conti nuă privind calitatea vie ții……………………………. 3
Generalită ți……………………………………………………… ……………………… ..….. 3
Caracterizarea materialelor biodegradabile…………………………… ……… ..……… …… 4
Instala ție optimizată de reciclare a maselor plastice……………………………………………9
1.1 Cerin țe Europene privind elaborarea ambalajelor biodegradabile… …………………………….14
1.2 Importan ța colectării selective în spe cial a colectării de șeurilor de plastic ……………… 15
1.3 Importan ța recuperării și reciclării în spa țiul european… …………………………………………..16
1.4 Concluzii… …………………………………………………………………………………………………………. 18
CAP.2 . Obiective …………………………………………………………………………………………………………..19
CAP.3 . Plasticul biodegradabil o solu ție de viitor pentru ambalaje …………………………………….. 20
3.1 Soluția de viitor – ambalajul biodegradabil ………………………………………………………..21
3.2 Principalele tipuri de ambalaje biodegradabile …………………………………… ………………….22
3.3 Tehnologii de biodegradare ………………………………………………………………………………….23
3.3.1 Tehnologia oxo -biodegradabil ă……………………………………………………………………..24
3.3.2 Tehnologia hidro -biodegradabilă ……………………………………………………………………26
3.4 Metode de tratare și evaluare a biodegradabilită ții…………………………………………..29
3.4.1 Biodegradare materialelor plastice …………………………………………………………………29
3.4.2 Procesul de biodegradare (terminologie) ………………………………… ………………………29
3.4.3 Degradarea unui polimer ………………………………………………………………………………30
3.4.4 Aspecte generale privind biodegradabilitatea polimerilor ………………………………….32
3.4.5 Factorii care generează degradarea polimerilor ……………………………………………..32
3.5 Mecanism de biodegradare ………………………………………………………………………………… ..34
3.6 Factorii de in fluen ță ai biodegr adării polimerilor ………………………………………………….37
3.6.1 Medii de biodegradare ………………………………………………………………………………….37
3.6.2 Dependen ța de durată – medii de biodegradare ……………………………………………….37
3.6.3 Biodegradarea materialelor polimerice ……………………………………………………………38
3.7 Metode de testare și e valuare a biodegradării ……………………………………………………38
3.7.1 Clasificare a metodelor de testare și evaluar e a biodegradării… ……………………38
3.8 Protocolul de evaluare a biodegradabilită ții…………………………… ……………………………..40
3.9 Legisla ție privind ec hipamente care produc ambalaje de material plastic
biodegradabil… …………………………………………………………………………….42
3.10 Concluzii ………………………………………………………………………………44
CAP.4. Ultimile cercetări în domeniul biodegra dării plasticului… ………………………………………. 45
4.1 Plastic biodegradabil ob ținut din tulpini de pătrunjel și spanac… ………………………………45

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

4.2 Penele de găină, materie primă pentru plasticul biodegradabil… ……………………………..46
4.3 Ambalaj biodegradabil din zahăr… ………………………………………………………………………48
4.4 Bere în ambalaj biodegradabil… …………………….. …………………………………………………..49
4.5 Pahare biodegradabile de cafea, care devin copaci după ce sunt aruncate… ………………50
4.6 Plastic biodegradabil din oase și carne de animale… ……………………………….. …………….50
4.7 Plastic ecologic obținut prin inginerie genetică ……………………………………………………..51
4.8 O nouă materie primă pentru fabricarea plasticului biodegradabil: cojile de ouă… …….52
4.9 Oamenii de știință produc bacterii, pentru a distruge materialul plastic… ………………….53
4.10 Proiectarea tehnologiei de fabricare a materialelor plastice biodegradabile… ………….55
4.10.1 Materiale pentru ambalaje biodegradabile… ……………….. …………………………….55
4.10.2 Obținerea și modelarea materialelor plastice biodegradabile… ……………………..57
4.10.3 Oportunită ți de viitor… ………………………………………………………………… …………58
4.11 Concluzii… ……………………………………………………………………………………………………..59
CAP.5. Studiu de caz privind solu ții experimentale de biodegradare – plastic biodegradabil
din amidon ……………………………………………………………………………………………………………….6 0
5.1 Concluzii… ………………………………………………………………………………………………….. …..64
CAP.6. Concluzii finale… ……………………………………………………………………………………….65
Referin țe bibliografice… ……………………………………………………………………………….. ………..67
Opis… …………………………………………………………………………………………………………….. …….69

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

CAP.1 Degradarea mediului, preocupare continuă privind
calitatea vie ții.

1.1 Generalită ți.

În ultima jumătate de secol produsele din materiale plastice sintetice au
devenit componente ale vieții zilnice care, pe lângă avantajele pe care le au, creează mari
probleme în lumea înt reagă. Pe de o parte datorită impactului negativ pe care îl au asupra
mediului și pe de altă parte datorită consumului ridicat de țiței – o resursă mereu deficitară
și scumpă, necesar producerii lor.
Aceste produse au un timp necesar pentru d egradare de circa 20 de ani la paharele din
plastic utilizate la mașinile automate pentru băuturi alimentare, de circa 100 de ani pentru sticlele
din PET și de circa 500 de ani pentru produsele realizate din spumă de polistiren
(polistiren e xpandat).
Principalele efecte ale depozitării necorespunzătoare a deșeurilor, resimțite de populație
sunt modificarea pei sajului și disconfortul vizual, figura 1.1.

Fig.1.1 Efectele depozitarii necorespunzatoare a deșeurilor din material plastic .

3

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Soluția viabilă pentru rezolvarea acestei probleme de poluare a mediului o
constituie ambalajele plast ice biodegradabile. [1]

1.2 Caracterizarea materialelor biodegradabile.

Potrivit datelor furnizate de Plastics Europe Market Research Group (PEMRG) din
Belgia, pe primele locuri în ceea ce privește consumul de materiale p lastice în anul 2011 s -au
situat Europa cu 21% și statele NAFTA cu 20%.
Până în anul 2016 consumul global de materiale plastice a crescut cu câte 4% anual.
Cel mai mare beneficiar a fost sectorul ambalajelor cu 37,3%, urmat de construcții cu
18,9%, industr ia electronică cu 7,3% și industria auto cu 7,2%.
Necesarul celorlalte sectoare, cum ar fi industria mobilei, medicină, obiectele de
uz casnic, sectorul agricol, articolele sportive și pentru petrecerea timpului liber a fost de
doar 29,3% din consumul total, aceste sunt prezentate pe sector de act ivitate in figura 1.2. [2]

Fig 1.2 Consumul de mase plastic pe sectoare de activitate .

4

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Omul contribuie în mare măsură la transformarea mediului, prin exploatarea
resurselor minerale și a materia lelor necesare traiului zilnic.
Ajutat de mijloace tehnice mereu mai perfec ționate, omul reu șește din ce în ce
mai mult să schimbe fa ța pământului după voin ța sa. [3]
Strategiile moderne privind gospodărirea de șeurilor includ o ierarhizare a op țiunilor
de managem ent al acestora în care primul accent este pus pe prevenirea producerii
deșeurilor.

În prezent prioritățile în gestionare a deșeurilor nu sunt în conformitate cu
prevederile legislative, deoarece obiectivele de gestionare a deșeurilor urmăresc
următoarea o rdine descrescătoare , figura 1.3.

Situația actuală î n gestionarea deșeurilor Priorități viitoare în gestionarea deșeurilor
Fig. 1.3 Obiective de gestionare a de șeurilor.

Aproximativ 4% din produc ția mondială de petrol și gaze, o resursă
neregenerabilă, este utilizată ca materie pr imă pentru materiale plastice, iar alte 3 -4%
sunt cheltuite pentru a furniza energie pentru fabricarea lor.

5

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

O por țiune majoră de plastic fabricată în fiecare an este utilizată pentru a face obiecte
de ambalaj de unică folosin ță sau alte produse cu durată scurtă de via ță care sunt
aruncate în de curs de un an de la fabrica ție.
Aceste observa ții arată că utilizarea curentă a materialelor plastice nu reprezintă o solu ție
sustenabilă.
Reciclarea este una dintre cele mai importante ac țiuni disponibile în prezent pentru a
reduce aceste impacturi și reprezintă una dintre cele mai dinamice domenii din industria
plasticelor de azi.
Deasemenea r eciclarea oferă oportunită ți de reducere a consumului de petrol, a
emisiilor de dioxid de carbon și a cantită ților de de șeuri care necesită eliminare.
Sunt întâlnite trei metode principale de colect are a deșeurilor după cum urmează :

1. strângerea în centre speciale de c olectare, care sunt cele mai eficiente din punctul de
vedere al costurilor, dar au anumite dezavantaje legate de cantitățile ce pot fi colectate într -o
perioadă de timp.
2. centre de buy -back, care oferă o sumă de bani pentru recuperarea deșeurilor, dar es te
necesar un plan de subvenții de la stat.
3. colectarea ⸴⸴de la marginea drumului ” care se diferențiază prin felul în care sunt
stocate deșeurile : colectare mixtă, colectare de materiale reciclabile și depozitarea prin
separare pe categorii,figura 1.4.

Fig.1.4 . – Deșeuri selectate pe categorii.

6

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

În prezent, se fabrică anual aproximativ 80 milioane de tone de ambalaje din
plastic nerecuperabile/nereciclabile. Acest volum este de a șteptat să se dubleze în următorii 20
de ani.
Dacă aceste 80 de milioane de tone au fost proiectate pur și simplu pentru a se
conforma m etodei de eliminare primară (de exemplu, depozitele moderne de de șeuri), acest
material ar putea furniza suficientă energie pentru alimentarea a 30 de mili oane de locuin țe timp
de un an.
Pe plan mondial în perioada 1960 -2013, cantitatea de material plastic generată a fost mult
mai mare decât cantitatea de material p lastic recuperat -reciclată, figura 1.5.

. Fig 1.5. Raportul cantitativ generare -recuperare material plastic

Aproximativ 10 -20 de milioane de tone de plastic ajung în ocean în fiecare an.
Un studiu recent a estimat în mod conservator că 5,55 mii de miliarde de particule de plastic
cântărind în total aproximativ 268 tone , plutes c în prezent în oceanele lumii.
Circuitul reciclării maselor plastice se realizeaza în șase faze reprezentate în figura 1.6 .
Faza I – Ambalajele din plastic ajung î n casa noastră în urma achiziționarii de produse
ambalate în plastic.
Faza II – Să nu uitam că plasticul este foarte nociv, nu este biodegradabil și este nevoie
de câteva decenii să fie asimilat în sol, dacă nu este colectat selectiv și reciclat.

7

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Faza III – Colectate selectiv și corect, deșeurile din ambalaje de plastic ajung în
containerele galbene, apoi la salubri ști și la rampa de sortare.
Faza IV – Înainte de a fi date spre recic lare sau transformare, ambalajele din plastic trec
printr -un ampl u roces de curățare.
Faza V – Sunt trimise către firmele de reciclare.
Faza VI – Odata reciclate, ambalajele din plastic pot ajunge granule din care se pot face
tricouri, p ulovere, jucarii, mase plastice etc.

Fig.1.6. Circuitul reciclări maselor plastice.

Ambalajele din material plastic sunt o problemă cu un impact social și de mediu negative,
o modalitate de a aborda această problemă este aceea de a utiliza ma teriale biodegradabile
ca o solu ție ecologică pentru protejarea mediului înconjurător, cum ar fi ambalajele din plastic
biodegradabil.
Biodegradarea reprezintă descompunerea rapidă și naturală a unei substan țe, prin
fenomene chimice.
Un ambala j biodegradabil este format din molecule care pot fi transformate în molecule
mai mici și mai pu țin poluante, transformare care are loc datorită micro -organismelor care trăiesc
în mediul natural.
Un ambalaj biodegradabil este format din molecule care pot fi transformate în molecule
mai mici și mai pu țin poluante, transformare care are loc datorită micro -organismelor care trăiesc
8

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

în mediul natural. Rezultatul acestui proces d e transformare trebuie să fie apa, dioxidul de carbon
sau metanul.Chiar și materialele plastice pot fi biodegradabile. Originea lo r este sintetică sau pe
bază de resurse vegetale.
În ultimii ani, toate companiile de profil au căutat să scoa tă pe pia ță
ambalaje din materiale plastice biodegradabile sau cel putin reciclabile. Odata cu
intarea României în Uniunea Europeană s -a pus un foarte mare accent pe ambalajele
biodegradabile care să ajute la p rotejarea mediului înconjurator.

1.3. Instala ție optimizată de reciclare a ma selor plastic e.

Reciclarea depinde de procesul de a le separa pe fiecare în parte. Aceasta poate fi
obținută în mod eficient în fabricile und e materialele reciclabile generate în procesul de
produc ție sunt u șor de sortat.
După opera țiunea de sortare, urmează o întreagă succesiune de procese de prelucrare a
masel or plastice prezentate în,figura 1.7

Fig. 1.7 Succesiunea instala țiilor de procesat mase plastice
Succesiunea opera țiilor ce au loc în acestă instala ție este:
Mărun țirea:
Obiectele din mase plastice sunt introduse în sistem pe o platformă la nivelul solului, de
unde sunt preluate de un transportor și introduse într -o ma șina de măruntit, figura 1.8 .

Fig. 1.8 Mașină de mărun țit.

9

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

► Spălarea/sortarea:
În cadrul acestei etape au loc mai multe procese:
-spălarea primară
-măcinarea
-spălarea finală
După opera țiunea de destrămare, urmează un proces de spălare a fracțiunilor rezultate
figura 1.9 . Scopul acestui proces este acela de separarea frac țiilor materiale cu densită ți mai mari
decât a maselor plastice. În acest mod sunt eliminate materialele dure precum metalele, care pot
cauza stric ăciuni în procesul ulterior de măcinare.

Fig.1. 9 Sectorul destinat spalarii initiale.

►Măcinarea:
Procesul de mă cinare al maselor plastice mărun țite și spălate, se face cu ajutorul unei
instalații prezentată în figura 1.10 .

Fig. 1.10 Masina de macinat (tocator).

10

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

►Spălarea finală:
De la instala ția de măcinare, printr -un transportor figura 1.11, masele plastice sunt
introduse î ntr-un tanc de spălare figura 1.12 , cu rolul de a îndepărta impurită țile.

Fig.1.11 Transportor. Fig.1. 12 Tanc de spă lare.

►Uscarea:
Acest proces de uscare se face în două etape:
1. din tancul de spălare a frac țiilor de mase plastice su nt introduse î ntr-o contrifugă f igura.
1.13, pentru îndepărtarea apei în exces.

Fig. 1.13 Centrifugă

11

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

2. din centrifugă materialele sunt intr oduse într -un sistem de uscare f igura. 1.14.

Fig. 1.14 Instala ție de uscare
►Stocarea:
Pentru asigurarea unui flux continuu procesului de extrudare, este necesar ca materia
primă să fie stocat ă în prealabil într -un buncăr, f igura 1.15.

Fig. 1.15 Buncăr

►Extrudare – peletizare:
Procesul extrudă rii este folosit pentru materiale plastice omogene din punct de vedere al
compozi ției, producându -se un material care ulterior este u șor de folosit. Din buncărul de
stocare, masele plastice mărun țite sunt intro duse într -o ma șină de extrudat f igura. 1.16, p rin
intermediul unui alimentator f igura. 1.17, care este încalzită suficient pentru a induce
materialului un comportament plastic.
12

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Acesta este for țat să iasă afară sub formă de spaghetti unde este răcit într -o baie de apă,
înainte de a fi tă iate sub formă de pelete (bobite). Aceste pelete vor fi în continuare materia
primă în producerea unor noi obiecte din mase plastice. [4].

Fig 1.16 Mașina de extrudat.

Fig. 1.17 Alimentatorul ma șinii de extrudat.

13

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

1.4 Cerințe Europen e privind elaborarea ambalajelor
biodegradabile.
În România, Camera Deputa ților a adoptat în data de 14 Martie 2018, un proiect
legislativ (Proiectul de lege are ca obiect de reglementare modificarea și completarea
Legii nr.24 9/2015 și vizează transpunerea Directivei (UE) 2015/720 a Parlamentului European
și a Consiliului Europei din data de 29 aprilie 2015 de modificare a Directivei 94/62/CE în ceea
ce privește reducerea consumului de pungi de transport din plastic subțire.
Prin prezentul proiect se interzice, începând cu data de 1 Iulie 2018, introducerea
pe piața națională a pungilor de transport din plastic subțire și foarte subțire cu mâner. De
asemenea, începând cu data de 1 Ianuarie 2019, se vor interzice comercializarea pungilor de
transport din plastic subțire și foarte subțire cu mâner. Pungile de transport din plastic subțire și
foarte subțire fără mâner nu fac obiectul interzicerii comercializării sau introducerii pe piața
națională.
Astfel, Legea nr. 249/2015 privind modalitatea de gestionare a ambalajelor și a
deșeurilor de ambalaje, publicată în Monitorul Oficial al României, Partea I, nr. 809 din
30 octombrie 2015, cu modificările și completările ulterioare, se modifică și se comp letează
conform Monitorul Oficial nr.311 din 10 aprilie 2018 unde a fost publicată Legea nr.
87/2018 pentru modificarea și completarea Legii nr. 249/2015 privind modalitatea de
gestionare a ambalajelor și a de șeurilor de amb alaje. [5 ]
Ambalajele biodegradabile sunt elaborate în conformitate cu standarde de ultimă
genera ție, cum ar fi:
Standardul european EN 13432 specifică cerințele pentru ambalajele
biodegradabile care pot fi transformate în compost. Ca și celelal te standarde armonizate.
Standardul european EN 13427 -EN 13431 , acest standard se referă la toate
tipurile de materiale și la toate tipurile de ambalaje pentru toate tipurile de produse.
Există , la nivel european, o metodologie de testare acceptată (EN 13432) care definește
compatibilitatea maselor plastice. Aceasta descrie metodele de testare necesare determinării
biodegradabilității polimerilor, în contextul sistemelor industriale de compostar e. Acest standard
a fost acceptat, pe scară largă, nu numai la nivel de UE, dar de asemenea, și în SUA și în Asia,

14

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

fiind publicată de către Organizația Int ernațională de Standarde (ISO).
Alte standarde care au fost realizate pentru testarea materia lelor, ca de exemplu:
• Biodegradabilitatea anaerobică, de nivel ultim, a materialelor plastice în cazul
nămolului terapeutic (EN – ISO 14853 – 15985);
• Biodegradabilitatea aerobică de ultim nivel a solului prin măsurarea necesarului
de oxigen din respiro metru sau volumul de dioxid de carbon eliminat (EN – ISO 17556: 2003);
• Biodegradabilitatea aerobică de ultim nivel a materialelor plastice într -un mediu
apos (EN – ISO 14851 – 14852);
• Biodegradabilitatea anaerobică de ultim nivel a materialelor plastic e în mediu
apos (EN – ISO 14853).

1.5. Importan ța colectării selective în special a colectării deșeurilor
de plastic.

Colectarea selectivă reprezintă o parte a procesului de reciclare, prin care materialele
reciclabile sunt adunate și transportate spre centre de reciclare. Procesul de reciclare presupune
compostarea de șeurilor, colectarea separată și tratarea deșeurilor pentru reintroducerea lor
în circuitul economic . Colectarea selectivă are ca scop protejarea mediului înconjurător. De
asemenea, contribuie la o eficien ță sporită de utilizarea resurselor .
Obiectivul principal al legislației europene referitoare la deșeuri este acela de a
intensifica reciclarea și reutilizarea deșeurilor. Legislația Uniunii Europene obligă statele
membre să recicleze și să reutilizeze mai multe categorii de deșeuri.
În ceea ce privește marcarea recipientelor pentru deșeuri, Ordinul nr. 1121 din 5 ianuarie 2006
privind stabilirea modalităților de identificare a containerelor pentru diferite tipuri de materiale în scopul
aplicării colectării selective, prevede că pentru aplicarea unitară la nivel național a colectării selective,
containerele și recipientele f olosite în cadrul serviciilor publice de salubrizare pentru colectarea separată a
diferitelor tipuri de materiale se inscripționează cu denumirea materialelor pentru care sunt destinate și
sunt fie fabricate în culoarea special prevăzută pentru respectivul tip de material, fie marcate în acea
culoare, prin vopsire, prin aplicare de folie adezivă etc. pe minimum 20% din suprafața totală vizibilă. [6]
15

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Culorile corespunzătoare se regăsesc în tabelul 1.1.
Tabelul 1.1. Culorile pentru identificarea containerelor destinate colectării separate a diferitelor tipuri de
materiale conținute în deșeurile municipale și asimilabile celor municipale .

Tipul de deșeu Culoare

Deșeuri nerecuperabile/nereciclabile
Negru/gri

Deșeuri compostabile/biodegradabile
Maro

Hârtie/carton
Albastru

Sticlă albă/colorată
Alb/verde

Metal și plastic
Galben

Deșeuri periculoase
Roșu

1.6.Importan ța recuperării și reciclării în spatial european .

În vederea realiză rii unui proces de valorificare corectă a maselor plastice, tipul
materialului plastic din care este realizat de exemplu un recipient, se poate determina pe baza
numărului înscris în partea de jos a recipientului.
Acest număr corespunde gradului material ului.
Gruparea separată pe tip de material este obligatorie înainte de a se recicla.
Cele mai des întâlnite tipuri sunt:
– PET( polietilenă tereftalat);
– HDPE ( polietilenă de înaltă densitate);
– PVC ( policlorură de vinil);
– LDPE ( polietilenă de joasă densitate);
– PP ( polipropilenă);
– PS (polistiren).
16

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Cu toate acestea, o altă barieră în calea îndepărtării unor cantită ți mari de plastic din
fluxul de de șeuri și depozitele de de șeuri este că multe obiecte din plastic obi șnuite, dar mic i, nu
au simbolul de reciclare a triunghiului univers al și numărul înso țitor, Fig.1.8

Fig.1.18 Simbolurile de reciclare a triunghiului universal și numărul înso țitor

Activitatea de reciclare a diferitelor tipuri de plastic prezintă o problema în ceea ce
priveș te incompatibilitatea polimerilor. Introducerea așa numiților „compatibilizatori” care
creează stabilitate polimerică între legăturile dintre structura diferită a moleculelor, facilitează
utilizarea de combinații.
Compatibilizatorii pot face deja posibil ă producerea unui tip de aliaje de plastic din
materiale de calitate inferioară.
Deși nu exista date concrete în acest sens, estimările arată că descompunerea plasticului
poate dura sute și chiar mii de ani. Astfel, dacă aruncăm o sticlă de plastic la înt âmplare și
nimeni nu o va ridica în urma noastră, putem fi siguri că va fi găsita acolo de multe generații de
după noi.
Astfel, luând în considerare factorii care afectează mediul înconjurător, Uniunea
Europeană recomandă ca până în anul 2020, toate deșeur ile din plastic să fie dirijate spre unități
de procesare mecanică, termică sau chimică ,vezi t abel 1 .2, iar 50 % din deșeurile menajere și 70
% din construcții și demolări să fie reciclate sau reutilizate.

17

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

De asemenea, intensificarea proceselor de r eciclare ar ajuta Europa să fie mai puțin
dependentă de importul materiilor prime. [7]
ISO
15270 ASTM
D7209 — 06 Metode
Reciclare mecanică Reciclare primară Topire, repeletizare
Reciclare secundară Formare prin injecție a
unei structuri tip
sandwich
Reciclare chimică Reciclare terțiară Piroliză, Lichefacție,
Gazeificare
Reciclare energetică Reciclare cuaternară Incinerare
Tabel 1 .2 Metode de reciclare a materialelor plastice.

1.7. Concluzii

Calamită țile naturale din ultimii ani indică faptul că impactul uman asupra mediului este
cu adevărat negativ, chiar distructiv. Mai mult, astăzi nu se mai pune accent pe conservarea
mediului natural ci pe supravie țuirea specie umane.
Reciclarea este un concept modern în gestiunea de șeurilor și presupune reprocesarea
materialelor în produse noi. Prin reciclare este prevenită pierderea unor materiale poten țial
folositoare, reduce consumul de energie și astfel produce gaze cu efect de seră.
Chiar și materialele plastice pot fi biodegradabile. Originea lor este sintetică sau pe
bază de resurse vegetale.
Deșeurile de ambalaje biodegradabile figura 1.19 trebuie să permită descompunerea
fizică, chimică, termică sau biologică pentru ca cea mai mare parte a materialului să se
transforme într-o anumită perioadă de timp, în apă, bioxid de carbon și humus obi șnuit.

Figura 1.19 Imagine stilizată a de șeului biodegradabil

18

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

CAP.2 OBIECTIVE
→ Prin tema de proiect se impun următoarele obiective principale :
→ Efectuarea unui studiu bibliografic privind cercetări în domeniul degradării mediului,
preocupare continuă privind calitatea vie ții prin prisma cerin țelor europen e privind
necesitatea reciclării maselor plastic;
→ Plasticul biodegradabil, solu ție pentru prevenirea poluării;
→ Studiul bibliografic privind cercetări în domeniul biodegradării;
→ Efectuarea unui studiu de caz privind teste de plastic biodegradabil.

Toatea acestea constituie o premisă pentru dezvolatarea unei tehnologii pentru fabricarea de
produse ecologice biodegradabile destinate realizării de ambalaje și elemente de protec ție.

19

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

CAP.3 PLASTICUL BIODEGRADABIL, O SOLU ȚIE
DE VIITOR PENTRU AMBALAJE.

Ambalajele din polimerii de sinteză sunt produse de mare tonaj ale civiliza ției
actuale. Modernizarea comer țului și adaptarea modelelor de consum oc cidentale au adus în
mediul urban cantită ți imense de ambalaje nebiodegradabile. f igura.3.1
Deșeurile polimerice au un ciclu de via ță fizică foarte lung, raportat la ciclul de
viață economică foarte scurt al ambalajelor și sunt nebiodegradabile, de aceea gestionarea lor
constituie o preocupar e deosebită a autorită ților, dar și a ecologi știlor, cercetător ilor și industriei
de profil. [8 ]

Fig. 3.1. Ambalaje de polimeri de sinteză nebiodegradabile.

În 2050 plasticul din oceane va depă și ca greutate to ți peștii din toate oceanele, 8
milioane de tone de de șeuri ajung anual în apă și, cum nu le vom vedea până când efectul lor nu
va fi o mare problemă, trec în general neobservate.
Problema nu este doar că plasticul nu dispare în mod natural, ci va rămâne în natură sute
de ani, acesta se va măcina în bucă ți tot mai mici, numite micro -plastic și nano -plastic, ajung în
plancton, în pe ști, păsări și până la urmă și în hrana noastră.
Principalele surse generatoare de plastic sunt din urma activită ții oamenilor: milioane de
sticle de plastic sunt aruncate în fiecare zi la gunoi, milioane de pahare pentru apă sau
20

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

pentru cafea, tacâmuri de plastic, pungi de plastic, ambalaje pentru tot felul de produse ș.a.m.d.
[9]
Unele magazine utilizează acum ceea ce sunt descrise ca fiind fotodegradabile,
oxidabile (denumite și oxodegradabile, aditivi pro -oxidan ți care con țin plastic) sau pung i doar
biodegradabile (în practică, indiferent de denumire, adesea înseamnă acela și lucru) . După cum
sugerează și numele, aceste materiale plastice biodegradabile con țin aditivi care le fac să
se degradeze mai repede în pr ezența luminii și a oxigenului.
Spre deosebire de bioplastice, materialele plastice biodegradabile sunt fabricate din
materiale plastice normale (petrochimice) și nu se rup mereu în substan țe nocive: uneori acestea
lasă în urmă un reziduu toxic și le fac în general (dar nu î ntotdeauna) n epotrivite pentru
compostare. [10 ]

3.1 Soluția de viitor – ambalajul biodegradabil

Un ambalaj biodegradabil este format din molecule care pot fi transformate în molecule
mai mici și mai pu țin poluante, transformare car e are loc datorită micro -organismelor care
trăiesc în mediul natural: bacterii, ciuperci, alge etc. Rezultatul acestui proces de
transformare trebuie să fie apa, dioxidul de carbon sau metanul.
Biodegradarea reprezinta descomp unerea rapidă și naturală , figura.3.2 , a unei
substan țe, prin fenomene chimice. În contrast cu factorii poluan ți din apă care necesită o tratare
specială pentru a fi elimina ți, există și substan țe, care se numesc biodegradabile, și care nu
poluează mediu l.
Numeroase materiale plastice nu sunt rezistente la uzură, la rupere și la actiunea
factorilor chimici, ele formând depozite. Pentru aceste materiale artificiale, chimi ști au
inventat metode de reciclare.
Unele materiale plastice sunt rupte și folosite apoi la fabricare materialelor de
construc ții, aglomeratelor sau pentru asfaltarea drumurilor. Altele, care nu degajă gaze
nocive, sunt arse și folosite la încălzitul urban. Cu toate astea se încearcă realizarea
materialelor plastice biodegradabile, care să se descompună tot atât d e natural ca lemnul sau
hârtia.
21

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Un ambalaj este biodegradabil dacă îndepline ște următoarele proprietăți: sub
acțiunea microorganismelor în prezența oxigenu lui, descompunerea unui component chimic
organic în dioxid de carbon, apă și săruri minerale ale celorlalte elemente prezente (mineralizare)
și apariția unei noi biomase. În absența oxigenului, descompunerea în dioxid de carbon, metan,
săruri miner ale și c rearea unei noi biomase , conform SR EN 13432:2002
Până în acest moment se cunosc două tehnologii de producere a ambalajelor:
– tehnologia oxo -biodegradabilă ,
– tehnologia hidro -biodegradabilă

Fig.3.2. Etapele de descompunere a unui ambalaj .

3.2 Principalele tipuri de ambalaje biodegradabile.
Biopolimeri produși prin polimerizarea chimică care asociază utilizarea materi ilor
prime regenerabile cu procese industriale de polimerizare;
Biopolimeri rezultați din plante (amidon, celuloză etc);
Polimeri sintetici;
Biopolimeri produși de micro -organisme modificate genetic.
Deșeurile de ambalaje biodegradabile trebuie să permită atât descompunerea fizică
cât și chimică, biologică sau termică pentru ca cea mai mare parte a materialului să se
transforme în apă și biomasă.
Comisia Europeană a adoptat în data de 16 ianuarie 2018 prima strategie la nivel
european pri vind materialele plastice, care se înscrie în eforturile de tranzi ție spre o economie

22

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

mai circulară și prevede că toate ambalajele din plastic de pe pia ța Uniunii Europene vor deveni
reciclabile până în 2030. Obiectivul strategiei este acela de a proteja mediul de poluarea cu plastic
și, în acela și timp, de a stimula cre șterea și inovarea, astfel încât provocările cu care ne
confruntăm să devină un program pozitiv pentru viitorul Europei.
Standardul SR EN 13432 :2002 privind biodegradabilitatea conferă prezumția de
conformitate cu cerințele esențiale ale Directivei privind ambalajele.

3.3 Tehnologii de biodegradare.
Exista 2 tipuri de tehnologii de biodegradare:
Tehnologia oxo -biodegradabilă .
Tehnologia hidro -biodegradabilă .

3.3.1 Tehnologia oxo -biodegradabilă.

Această tehnologie implică utilizarea unui aditiv (de multe ori acesta conține cobalt
magneziu, nichel etc. ) în procesul de fabricare al ambalajelor. Acest aditiv fin dispersat î n
matricea polimerică a ambalejelor, are proprietatea de a transforma un produs inert la
biodegradare, cum este polietilena, într -un produs care să fie biodegradabil, practic un plastic
care să se degradeaze într -un timp relativ scurt, de la 3 la 24 luni , spre deosebire de cel
tradițional care necesită zeci sau chiar sute de ani.
Tehnologia este recunoscută de Societatea Interna țională de Standardizare ASTM
prin standardul ASTM D6954 -04 ca un proces în doua faze:
1. degradarea.
2. biodegradarea.
Acest standard prezintă metodele de testare utilizate pentru a demonstra că
plasticul se degradează, fragmentele astfel ob ținute din degradare se biodegradează
(sunt consumate de microorganisme), precum și impactul din punct de vedere al toxicită ții
asupra mediului înconjurător.
Un produs care corespunde standardului ASTM D6954 -04 se degradează în 3 – 24 luni.
Tehnologia oxo -biodegradabilă îndepline ște 3 criterii din cele 4 mentionate în EN 13432 , și
23

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

anume :
1. Dezintegrare;
2. Produsul final nu este eco -toxic;
3. Lipsa sau nivelul scăzut de metale grele (în concordan ță cu limitele acceptate în
directivele europene).
Singurul criteriu care nu este î ndeplinit este rata de biodegradabilitate. Plasticul
oxo- biodegradabil se biodegradează, dar mai lent decât cele 180 zile prevăzute de Standardul
European EN 13432.
De fapt, biodegradarea nu este necesar să se facă în 180 zile, pentru că acest tip d e plastic
este destinat să fie depozitat în groapa de gunoi a ora șului, care nu are condi țiile unei instala ții
industriale de compostare.
Tehnologia oxo -biodegradabilă se adresează managementului gropilor de gunoi
fiind implementată cu succ es în țări din întreaga lume.
Țările Europei, în special cele din Est, încearcă să implementeze inițiative legislative care
să rezolve problema poluării cu plastic.
Producatorii de profil fabrică aditivi oxo -biodegradabili care nu încorporează
metale grele conform directivelor europene și sunt siguri din punct de vedere al procesării (nu
contaminează aerul sau apa în timpul producerii aditivilor sau a produselor finite care
încorporeaza aditivi).
Aditivii și produsele finite care îi încorpor ează sunt în concordan ță cu normele
europene referitoare la aplica țiile care intră în contact direct cu a limentele. Produsele
finite, încorporând respectivii aditivi, sunt certificate de buletine de analiză ca fiind
biodegradabile în medii ca groapa de gunoi municipală sau în sol.
Produsele finale (ambalajele din plastic) fabricate folosind tehnologia oxo –
biodegradabilă prezintă urmatoarele avantaje:
1.Viata lor și rata de degradabilitate pot fi controlate prin intermediul aditivului folosit;
2. În urma lor, dupa biodegradare, nu rămân fragmente de plastic;
3.Sunt comparabile celor fabricate din polietilenă: având o rezi stență și flexibilitate,
permit o imprimare de o calitate deosebită;
4. Pot fi refolosite și reciclate;
5.Pot fi reciclate post-producție și post -consum;
24

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

6.Sunt sigure în timpul procesării și depozitării în mediul de depozitare (groapa de
gunoi);
7.Se pot procesa pe echipamentele existente la aceeași rată de producție ca și
plasticul conventional;
8.Nu reprezintă o soluție scumpă și rezolvă în mod real și practic problema
poluării cu material plastic;
9. Nu au efecte toxice și sunt în concordan ță cu regulamentele europene de
contact cu alimentele.
Oxo-biodeg radabilitatea este un fenomen de biodegradare a unui material plastic
(în cazul ambalajelor din pl astic vorbim de cel pu țin trei tipuri de polietilena: LDPE –
polietilena de joasă densitate; MDPE -polietilena de medie densita te și HDPE –
polietilena de înaltă de nsitate) ce se desfășoară în două etape în prezen ța oxigenului:
1. prima etapă este aceea în care sub acțiunea căldurii și a razelor solare (ultraviolete)
ambalajul ajuns în mediu post -consum se fărâmițează într-o peri oadă de timp în microparticule;
2. a doua etapă este aceea în care aceste microparticule sunt ingerate de către
microorganisme aerobe și se transformă în biomasă;
La finalizarea acestui proce s nu rămâne niciun fel de praf.

Dezavantaje:

– este și rămâne un plastic, care în anumite condiții (temperatură, umiditate, razele
soarelui) se degradează. De aici și numeroasele dezavantaje comune cu plasticul
tradițional;

– degradarea durând până la 24 de luni, deșeurile pot amenința viaț a acviferă;

– deșeurile trebuiesc, neapărat colectate și depozitate în gropi de gunoi sau reciclate.

Anumiți aditivi pot conține metale grele în exces, ca atare producătorii de ambalaje
trebuie să procedeze la testă ri suplimentare ale produselor (ambalaje) pentru a
demonstra conformitatea cu cerințele esențiale din directivele europene.

25

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Avantaje:

– ambalajele pot fi reciclate;

– deșeurile rezultate pot fi depozitate în gropi de gunoi, fără costuri suplimentare;

– sunt la fel de fiabile la utilizare ca și plasticul tradițional;
Este cea mai ieftină variantă pentru producătorii de ambalaje clasice. Introducerea
acestei tehnologii implică costuri minime de adaptare a utilajelor.

3.3.2.Tehnologia hidro -biodegradabilă.

Hidro -biodegradarea este ini țiată prin hidroliză. Unele materiale plastice din această
categorie au un con ținut ridicat de amidon și uneori se spune că acest lucru justifică afirma ția
că sunt fabricate din resurse regenerabile. Cu toate acestea, multe dintre acestea con țin
până la 50% din plasticul sintetic derivat din ulei, iar altele (de exemplu, unii
poliesteri alifatici) se bazează în întregime pe intermediari deriva ți din petrol.
Culturile modificate genetic au putut fi, de asemenea, utilizate în produc ția de
materiale plastice hidro -biodegradabile.
Materialele plastice hidro -biodegradabile nu sunt cu adevărat "regenerabile",
deoarece procesul de ob ținere a acestora din culturi este un consumator semnificativ
de energie fosilă și un producător de gaze cu efect de seră. Combustibilii fosili sunt
arși în autoclavele utilizate pentru fermentarea și polimerizarea materialului sintet izat din
intermediari produ și biochimici (de exemplu acid polilactic din carbohidra ți etc.); și de
mașinile agricole și vehiculele rutiere utilizate; de asemenea prin producerea și
transportul de îngră șăminte și pesticide.
Ele sunt uneori d escrise ca făcute din culturi "nealimentare", dar sunt de fapt
făcute din culturile alimentare.
Tehnologia hidro -biodegradabilă este o tehnologie descrisă de standardele EN
13432 (în Europa) și ASTM D6400 în America de Nord. Aceste standarde sunt pentru
compostabilitate și stabilesc condițiile după care un plastic este cotat ca și compostabil.
Cele doua standarde se referă la criteriile după care un plastic este considerat
compostabil da că acesta este prelucrat în facilitați industriale și municipale de composting.

26

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Standardul specifică foarte clar că nu se aplică pentru alte medii de depozitare ale
gunoiului: gropi de gunoi municipale, aruncarea accidentală a gunoiului în locuri
neamenajate (strazi, plaje, locuri publice).
Hidro -biodegradabilitate, implică producerea ambalajelor din materiale bioplastice
produse pe bază de componente naturale (biopolimeri, amidon și gluten).
În aceste condiț ii biodegradarea este inițiată prin hidroliză, iar
microparticulele sunt transformate în biomasă de către microorganisme, cu degajare de CO2 și
după unele studii și metan, fenomenul fiind cunoscut și su b denumirea de compostabilitate
Asemănător fenomenului prin care deșeurile de origine vegetală (paie, frunze etc)
îngropate în pământ se transformă în compost.
Tehnologia aceasta, a șa cum este descrisă de standardul EN 13432 , ridică
următoarele inconveniente :
– Implementarea acestei tehnologiei presupune ca managementul de șeului să se facă în
instala ții de compost industrial, nu în gropi de gunoi urbane. In momentul de fa ță, 94% din
ambalajele de plastic consumate în lume ajung în gropi de gunoi municipale, România fiind una
dintre țări. Prin aruncarea ambalajelor hidro -biodegradabile în gropi de gunoi urbane nu se
respectă condițiile de compostabilitate cerute de standardul EN 13432 , iar rezultatul este că
plasticul n u se va biodegrada în 180 zile.
– O instala ție de com post industrială dupa normele europene poate avea
urmatoarele caracteristici: cantitatea maximă de plastic admisă este până la 2% din totalul
gunoiului prelucrat, materialul plastic trebuie tăiat în fâșii înainte de compo stare,
temperatura de compostare va trebui să atingă 7000șC cel pu țin 24 de ore pentru a distruge
germenii patogeni (existând pericol de raspândire a viru șilor). În acela și timp, procesarea
gunoiului în instala ții de compostare presupune existen ța un ui program de colectare foarte
strict a gunoiului care permite realizarea mixului de compost și care admite numai 1 –
2% plastic.
– Plasticul hidro -biodegradabil nu poate fi reciclabil.
Țările care au adoptat programe de reciclare a plastic ului conven țional se
confruntă cu contaminarea plasticului destinat reciclării cu material hidro -biodegradabil care
este incompatibil cu reciclarea în unită țile de reciclare a plasticului.
27

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Dacă cineva aruncă plastic din material hidro -biode gradabil într -un container cu
plastic destinate reciclării, întreg con ținutul containerului este compromis. Plasticul hidro –
biodegradabil este produs din resurse destinate alimentării popula ției. Este o inducere în eroare și
un neadevar faptul că acest e materiale protejează mediul fără efecte secundare. Plantarea,
fertilizarea răsadurilor, irigarea, utilizarea pesticidelor și insecticidelor, în procesul de sintetizare
și polimerizare a acestor tipuri de materiale plastice presupune utilizarea de combu stibili,
substan țe care dăunează mediului. Astfel că resursele alimentare trebuie utilizate pentru mâncare
și nu pentru ambalare.
Prețurile produselor finite ajung, din cauza pre țului materiei prime și a capacită ților
reduse de prelucrare, să fie de 3 -4 ori mai mari decât ale produselor ob ținute din ră șinile standard
(polietilenă).

Dezavantaje:
– Ambalajele rezultate nu sunt durabile, se degradează, fizic vorb ind, într -un timp foarte
scurt;
-Având la bază componente naturale este clar că vor fi necesare culturi dedicate
exclusiv fabricării ambalajelor de acest tip, eventual din plante modificate genetic;
-La sfârșitul ciclului de viață al ambalajelor, deșeurile rezultate implică utiliz area
unor in stalații de compost industrial;
-Fabricarea lor implică utilizarea unor resurse serioase de apă și consum mai mare de
energie decât al ambalajelor tradiționale.

Avantaje:
-Tehnologia este considerată ca fiind cea mai „sustenabilă”, ce l mai mare avantaj
al acestei tehnologii, practic este non -poluantă;
-Respectă cerințele esențiale din directivele europene din acest domeniu, directiva
94/62/EC – Ambalaje, deșeuri de ambalaje și standardele armonizate aferente;
– Nu conține nici un fel de metale grele sau elemente poluante;
– Deșeurile sunt compostabile, și pot fi utilizate ca fertilizant. [11 ]

28

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

3.4 Metode de evaluare și tratare a biodegradabilită ții.

3.4.1 Biodegradarea materialelor plastice.

Acum un secol, î n Statele Unite ale Americii belgianul Leo Baekeland punea la
punct un material plastic care avea să revolu ționeze pia ța de consum: banalul material plastic,
care a început să fie folosit pentru producerea celor mai diverse obiecte. Astăzi după ce s-a
constatat că Pământul nu mai poate respira din cauza de șeurilor din plastic, acesta a început să
fie înlocuit cu materiale mai prietenoase cu mediul înconjurător, adică biodegradabile .

3.4.2 Procesul de biodegradare (terminologie).

Plasticul bi odegradabil este un plastic degradabil la care degradarea se produce ca urmare
a acțiunii microorganismelor din mediul natural, fungi, alge, bacterii.
Pentru materi alele polimerice pierderea proprietă ților poate fi provocată de:
1.modificări î n modul de asamblare a macromoleculelor care formează materialul;
2.ruperea legaturilor din catenele macromoleculare;

Când se analizează un proces din punct de vedere al degradării, trebuie luate în
considera ție următoarele situa ții:
 materialul este deg radat, dar nu și moleculele acestuia ;
 fragmentele formate pot fi de dimenisiuni suficient de mici pentru ca materialul s ă nu fie
identic cu cel ini țial;
 atât materialul cât și macromoleculele acestuia sunt degradate ;
 ruperea macr omoleculelor poate fi provocată printr -un proces chimic (hidroliză,
oxidare) în urma atacului unui agent biologic (microorganise sau enzime) sau prin
procese combinate.
Este cunoscut faptul că, dacă organismele vii pot să sintetizeze o s erie de polimeri cum ar fi
proteinele, polizaharide sunt totodată capabile să producă și degradarea lor. Prin urmare,
chiar și unele materiale naturale dure ( filde șul, lemnul ) vor fi în cele din urmă descompuse în
compu și mici moleculari.

29

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

În general natura produselor de descompunere permite utilizarea l or ulterioara de către
diferite organisme pentru producerea energiei și sinteză de noi biopolimeri.
În cazuri excep ționale, în condi ții deosebite, produsele naturale de descompunere
a polimerilor naturali pot determina formarea de turbă, țiței brut care pot fi considerate produse
ale descompunerii incomplete a biopolimerilor și materialelor de asociere.
Dacă polimerii naturali sunt biodegradabili , constituind o sursă nutritivă pentru
microorganisme, iar enzimele secretate de acestea sunt un rezultat al secolelor de adaptări
biologice la degradarea lor.
La aceasta se adaugă și faptul că de șeurile mater ialelor polimere comerciale se depozitează în
condi ții care fac ca atacul biologic sa fie mai pu țin probabil. Există un numar redus de
polimeri sintetici carbocatenari susceptibili la biodegradare, dintre ace știa sunt: PVA,
poli(ac etat de vintil), ra șini alchidice precum și o serie de polimeri, pu țini la numar, care
conțin heteroatomi în lan țul principal și care suferă o biodegradare lentă.

3.4.3 Degradarea unui polimer.

Degradarea polimerilor este cel mai adesea rezultatul unui complex de procese care
implică scindarea legăturilor fizice sau chimice intra și intercatenare .figura 3.3

Fig 3.3. Degradarea polimerului.

Deși cu catenă lungă singur lipite moleculele de polimer sunt stabile chimic,
30

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

acestea pot fi depolimerizate înapoi la starea de greutate m oleculară mică în cazul î n care
suficientă energie termo -chimica de conducere este disponibilă. Această degradare este
neglijabilă, de obicei, la temperatura mediului ambiant, dar la unii polimeri poate fi o
problemă în timpul prelucrării. Un exemplu important este u n polimer de condensare, cum ar
fi nylon 66.

1. Degradarea celulară.
Trebuie analizată ținând cont de varietatea de celule care intră în contact cu
materialele polimerice. Celulele care au activitate fagocitară au abilitatea de a consuma
fragmente de țesut, fiind posibilă și digerarea fragmentelor polimerice. Celulele nu pot asimila
blocuri mari de polimer ce prezintă suprafa ța netedă pentru că nu posedă un mecanism
specific de recunoa ștere a acestora. Dacă materialul polimeric este constituit din fragmente de
dimensiuni mici atunci acesta poate fi digerat de macrofage, diametrul maxim al particulei
ce poate fi digerata fiind de 10µm. De și durata de via ța a macrofagelor este s curtă,
insuficien ța pentru degradarea materialelor polimerice, există dovezi indirecte că degradarea
fagocitară are loc. Aceste dovezi constau în formarea de depozite localizate în ficat și
ganglionii limfatici, depozite ce apar prin elimina rea de către macrofage a unor materiale
fragmentate din polimer.

2. Degradarea bacteriană
Dacă enzimele sunt apte să provoace degradarea polimerilor, este de a șteptat ca și
bacteriile să fie implicate în astfel de procese, mai ales atunci când activita tea acestora se
manifestă prin intermediul enzimelor intracelulare.

3. Degradarea enzimatică
Este dificil de pus în eviden ță în condi ții în vivo( în vivo se referă la experimentele
realizate într-un organ, sau pe un țesut al unui organism v iu), însă s -a demonstrat că
cinetica procesului este puternic influen țată de natura substratului ce înconjoară polimerul.
Dacă tesutul gazdă are o activitate celulară intensă și eliberează cantită ți mari de enzimă în
lichidul extrace lular, atunci viteza de de gradare va fi o viteză mare. [12 ]

31

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

3.4.4 Aspecte generale privind biodegradabilitatea polimerilor.

Majoritatea polimerilor sintetici sunt ob ținuți din resurse petroliere și nu sunt
biodegradabili. Ace ști polimeri reprezintă o sursă importantă de poluare a mediului înconjurător
atunci când sunt dispersa ți în natură. Datorită preocupărilor privind protec ția me diului din
ultimii ani s -au efectuat cercetări relevante pentru producerea de sisteme polimerice
biodegradabile.
În plan mondial este acceptată ideea că utilizarea prelungită a polimerilor pentru aplica ții
care necesită o durată scurtă de via ță (ambalaje, industrie alimentară) nu este în totalitate
adecvată.
Au fost propuse multe solu ții pentru managementul de șeurilor provenite din material
plastic, cum ar fi reciclarea, incinerarea și degradarea materialelor. Prin reciclare nu se
obțin produse de calitate datorită naturii heterogene a materialelor plastice. Incinerar ea
materialelor plastice cu eliminarea gazelor toxice și a vaporilor poate constitui un pericol major
pentru sănătate.
Astfel cea mai oportună solu ție o reprezintă materialele plastice biodegradabile.
Polimerii biodegradabili sunt studia ți și utiliza ți într -un numar mare de aplica ții, cum ar
fi ambal ajele, aplica ții medicale etc.
Obținerea de amestecuri polimerice biodegradabile constituie o direc ție de cercetare
prioritară și multidisciplinară, aflată în strânsă conexiune cu cerce tări fundamentale în domeniul
termodinamicii și compatibilizării polimerilor, a ingineriei mediului și a biotehnologiilor.

3.4.5 Factorii care generează degradarea polimerilor.

-Factorii fizici precum căldura, lumina și alte radiații de înaltă f recvenț ă (raze X),
tratamentele mecanice, ultrasunetele;
-Factori chimici de tipul catalizatorilor de polimerizare, al reacțiilor cu oxigenul și cu
ozonul sau cu diferiți agenți chimici .

32

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Acești factori pot produce reacții de depolimerizare, de scindare a lanțului
macromolecular, de oxidare etc. Toate acestea au ca urmare formarea de produși cu
lanțuri macromoleculare mult mai scurte și deci cu proprietăți mult diferite față de
produsele de bază. Astfel produșii obținuți pot co nține și grupări noi care modifică
stabilitatea sau toxicitatea compusului macromolecular.
Prin degradare se modifică aspectul macroscopic (culoare, textură, porozitate) dar mai
ales proprietățile mecanice ale polimerilor.
Degradarea în timp, sub acțiunea factorilor de mediu poartă numele de îmbătrânire.
Factorii climatici răspunzători de degradarea materialelor polimerice sunt: variațiile de
temperatură (cald / frig), de umiditate (umed / uscat), variațiile atmosferice (presiune
atmosf erică mare / mică), salinitatea mediului marin.
Unii polimeri pot fi degradați și de microorganisme; astfel sunt polimerii naturali și
artificiali (celuloză, azotat de celuloză, caseina) și unii polimeri sintetici ca poliacetatul de
vinil, rășinile alchidice. Majoritatea polimerilor sunt însă stabili la atacul biologic, adică
nu sunt biodegradabili ceea ce ridică probleme uriașe privind poluarea mediului cu deșeuri de
mase plastice.Pentru a preîntâmpina degradarea compușilor macr omoleculari în timpul utilizării
lor, aceștia se amestecă cu aditivi, de obicei înainte de prelucrarea finală.
În Tabelul 3.1 sunt prezentați câțiva aditivi corespunzători diferitelor procese de
degradare.
Tabel 3.1. Aditivi pentru stabilizarea polimerilor.
Proces de
degradare Stabilizatori
Termo -oxidativa Aditivi antioxidanți: amine aromatice,
fenoli, tioli aromatici, negru de fum,
hidrocarburi aromatice polinucleare .
La lumina Aditivi (foto)stabilizatori: negru de
fum, amine împiedicate steric, esteri,
ecranarea luminii prin protejarea
materialelor cu acoperiri protectoare.
Chimica Aditivi antioxidanți și alcalini,
(antihidrolitici).
Prin fisurare Plastifianți, aditivi antiozonizanți,
antioxidanți.
Biologica Agenți fungistatici, bacteriostatici

33

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

3.5 Mecanism de biodegradare.

Funcție de mediul înconjurător, polimerii sunt în general mult mai durabili decâ t
anumite metale, deoarece legăturile covalente de lanțuri de polimeri, cele principale, sunt
în mod inerent stabile. Polimeri nu ruginesc, dar pot expune degradarea mediului, printr -o
varietate de mecanisme de biodegradare. figura 3.4
Acestea includ depolimerizarea termică și fotolitică, absorbția de umiditate și de
hidroliză, degradarea mi crobiană și de inflamabilitate.
Mecanismele generale de degradare (de exemplu, eveniment fizic sau lanț de evenimente
care stau la baza efect elor observate de degradare), care trebuie să fie luate în considerare includ
modificările microstructurale și compoziția, în funcție de timp și de deformare, precum și
efectele de accelerare de temperatură ridicată.

Fig. 3.4 Reprezinta mecanismul de biodegradarea

34

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Mecanismelor de biodegradare corespunză toare polimerilor carbo – sau
heterocatenari prezintă o serie de diferențe datorate legăturilor din catena principală .figura 3.5

Fig 3.5. Mecanism de biodegradare care corespunde polimerilor.

Bacteriile sunt ni ște microorganisme monocelulare lipsite de membrana nucleară,
active metabolic, care se divid prin fisiune binară. Bacteriile pa r a fi forme de viață relativ
simple. De fapt, ele sunt organisme cu un incredibil grad de adaptare, ceea ce presupune o mare
complexitate.
Multe bacterii se multiplică cu viteze foarte mari, și diferite specii pot utiliza drept hrană
o imensă varietate de substanțe organice, inclusiv fenol, petrol, cauciuc.
Mineralizarea substanțelor organice de către bacterii se realizează în procesele de
degradare și sinteză, care au drept scop realizarea de produși necesari construcției materiei
celulare proprii, cât și producerii energiei necesare vieții microorganismelor.
Regnul fungi este alcătuit din organisme eucariote, având un aparat unicelular
(gimnoplast, plasmodiu, dermatoplsat, sifonoplast) sau pluricelular, dar nedife rențiat în
organe vascularizate. Organismul Fungilor este format din miceliu constituit din hife. Structura
celulei este de tip eucariot și are particularită țile următoare :
-membrana celulară (când există) este alcatuită din micoceluloza sa u micozină;
– adesea, membrana este impregnată cu chitină, caloză etc;
– plastidele lipsesc complet;
– conține substan țe de rezervă : glicogen și picături de grăsime;
35

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

-în celule se află: citoplasmă, vacuole, unul sau mai mul ți nuclei î n func ție de
grupa sistematică, apoi ribozomi, reticul endoplasmatic, condriozomi. [13 ]
Enzimele, sunt proteine sau proteide fără de care celule vii nu pot înfăptui reac ții
complexe într -un timp scurt. Ele sunt substan țe care catalizează reac țiile bioc himice din
organism, având un rol esen țial în biosinteza și degradarea substan țelor din materia vie.
Fără enzime, procesele biochimice s -ar desfă șura cu viteze foarte mici. Reac țiile chimice
ce au loc în organismele vii, în condi ții de presiune și temperat ură relativ joase și pH bine definit
nu se pot realiza, la vitezele apreciabile care le caracterizează, decât admi țând interven ția unor
catalizatori deosebit de eficien ți.
Acești catalizatori eficien ți sunt produ și chiar de organism, sunt de natură protei că și
poartă numele de ENZIME (de la grecescu,, enzime: drojdie). Ele se pot defini, deci,
drept proteine cu ac țiune catalitică; aproape toate moleculele -enzimă, cunoscute până acum,
dintre care multe ob ținute sub formă cristalină au structu ră proteică.
Din observa țiile expuse se poate desprinde concluzia că pentru a putea studia fenomenul
biodegradării polimerilor, este necesar să se țină cont de un numar de aspecte, după cum
urmează:
-activitatea celulelor vii este dete rminată fie de posibilitatea absorbției
moleculelor materialului supus degradării, fie de capacitatea de a elibera enzime sau alți agen ți
chimici apți să atace polimerul;
-materialul supus degradării poate elibera compu și citotox ici care afectează
interfa ța și celula vie;
-polimerul poate absorbi nu numai apă, dar și al ți compuși moleculari (grăsimi,
acizi, săruri) care influentează astfel zona act ivă în procesul de biodegradare.

36

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

3.6 Factori de influența ai biodegradării polimerilor

3.6.1 Medii de biodegradare

Tabelul 3.2 Medii de biodegradare.
Natura mediului Mecanism Disponibilitatea de oxigen
……………………. ……………………………… Medii naturale
Subsol grădinaHidroliză,degradare termo-
oxidativă,fotodegradareAerob
Subsol (îngroparea polimerului)
Apa Degradare(termo-
oxidativă,hidroliză Aerob/anaerob (funcție de
adâncime) aerob
De mare (plutire)
Sedimente marineHidroliză,degradare termo-
oxidativă,fotodegradare Aerob/anaerob (funcție de
adâncime)
(De coasta sau de adâncime)Hidraloză,degradare termo-
oxidativăMedii artificiale
Spații de depozitare –– anaerob
(Halde)Degradare termo-
oxidativă,hidrolizăaerob

3.6.2 Dependența de durată -medii de biodegradare.

Tabelul 3.3 Durata biodegradării .
Natura mediului Durata biodegradării (luni)
Sol 1 ÷ 3
Apă dulce 2 ÷ 3
Apă de mare 7 ÷ 10
Noroi activ 1.5 ÷ 2
Medii de compostarare 1 ÷ 1.5

37

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

În figura 3.6 sunt prezentate etapele în timp a biodegradării unei bacterii.

Fig.3.6. Etapele de degradare a unei bacteria.

A- înainte de biodegradare.
B- bionol după 3 săptămâni.
C- ester bio după 28 săptămâni.
D- ET/LA după 28 săptămâni.

3.6.3 Biodegradarea materialelor polimerice.
Biodegradarea materialelor polimerice este accelerată de:
– prezen ța de grupe laterale și/sau finale hidrofile;
– prezen ța de lega țuri hidrolizabile în catena principală;
– dimensiunile reduse ale particulelor;
– porozitatea mare a materialului polimeric;
– cristalinitatea redusă a polimerului;
– caracterul hidrofil al catenei principale;
– prezen ța unor aditivi cu rol de catalizator.

3.7 Metode de testare și evaluare a biodegradării .

3.7.1 Clasificarea met eodelor detestare șievaluare a biodegradării.

Aceste metode a polimerilor sunt prezente în doua metode:
1.Metode generale:
-determinarea con ținutului de carbon;
38

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

-determinarea cantită ții de oxygen;
– studiul modificării comport ării la temperature;
-determinarea proprietă ților fizico -mecanice;
-microscopie electronic;
-spectroscopie (IR,RMN).
2.Metode specifice:
● biodegradării polimerilor datorată activită ții culturilor microbiene
– analiza substratului
– determinarea produ șilor finali
– metode radioisotopice
– determinarea masei moleculare (osmometrie)
● biodegradării polimerilor datorat proceselor de hidroloză enzimatică
– metoda zaharurilor reducatoare
– determinarea masei molecular (vâscozimetrie)

Fig.3.7. Teste de biodegradare.
39

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Tabelul.3.4 Teste de biodegradare.

Teste
enzimatice
EnzimeTeste clear
zone
Culturi
individualeTeste Sturm
Culturi mixteReactor de laborator:
Apa, Sol, Compost,
Materie organicaApa ,Sol,
Compost,
Materie organica
Mediu complex
Condiții definiteMediu complex
Condiții variabileMediu sintetic
Conditii definite
Metode analitice Relevanta practica

3.8 Protocolul de evaluare a biodegradabilită ții
Este prezentat în figura 3.8.
MATERIAL DE TESTAT
TIPUL DE TESTARE
METODE DE TESTARERadiatii UV
fluorescente
Arc xenonic
Luminã
naturalãTerestru
AcvaticFOTODEGRADARE BIODEGRADARE
Compost Pe sol În sol
Aerob
Anaerob
Mediu
marinApã
curgãtoare
DIRECTE INDIRECTE
Caracteristici dimensionale
(MW prin GPC sau vascozitatea
solutiilor diluate)Proprietãti fizico-mecanice
(termostabilitate,
rezistenta mecanicã)Proprietãti biologice
(emisie de CO2, CH4)
% fatã de o probã de control (+ sau – )

Fig.3.8 Protocolul de evaluare al biodegradabilitații.
40

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Biodegradarea în condi ții de mediu este un proces natural și complex de descompunere
sub ac țiunea microorganismelor.
Biodegradarea primară este un proces de alterare a structurii chimice produsă prin
acțiunile biologice, urmate de modificarea proprietă ților specifice polimerului. Se
caracterizează prin aceea ce determină numai modificările la nivel grupelor func ționale ale unui
polimer, cele care nu afectează catena principală.
Biodegradarea totala poate fi asociată cu mineralizarea. Implică digestia
completă a suportului macromolecular concomitent cu eliberarea de CO2 (dacă procesul
are loc în condi ții aerob e), sau de CO2 și CH4 (dacă procesul se desfasoară în condi ții
anaerobe). Unii produ și finali sunt rezisten ți la degradare și se opresc la faza de oligomeri.
Biodegradarea inerentă se bazează pe expunerea prelungită a materialului de testat la
acțiunea microorganismelor, în condi ții de laborator.
Biodegradarea par țială determină degradarea unei substan țe polimerice tradusă
prin fragmentul volumului, concomitent cu o digestie redusă a suportului.
Metode directe de testare și evaluare a biodegradării se bazează pe determinarea
indicatorilor indirecti:
– cantitatea de oxigen de carbon eliberata sau indicele COD;
– cantitatea de oxigen consumată sau indicele BOD;
-consumul chimic de oxigen sau indicele CCO;
– consumul bioc himic de oxigen sau indicele CBO.
Carbon organic dizolvat (COD) reprezintă carbonul organic prezent în solu ție, sau care
trece printr -un filtru de 0,45 microni.
Consumul biochimic de oxigen (BOD) reprezintă cantitatea de oxigen
consumată de microorganismele aerobe în procesele biologice de descompunere a
materialelor organice. Este o masură a gradului de poluare a apelor.
Consumul chimic de oxigen (CCO) reprezintă cantitatea de oxigen consumată în
timpul oxidării un ui compus de testare cu bicromat acid fierbinte. Este o masură a cantită ții de
substan ță ce poate participa la procesul de oxidare. Se exprimă ca grame de oxigen
consumat pen tru grame substanta de testat.
41

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Consumul biochimic de oxigen (CBO) reprezintă cantitatea de oxigen
consumată de microorganism în urma procesului de metabolizare a unui compus testat. Se
exprimă ca raport între cantitatea de oxigen consumată și cea de substan ță de testat .

3.9 Legisla ție privind echipamentele care produc ambalaje din
material plastic biodegradabil.

Conform Directivei 94/62/ Consiliul Europei stabilește, ca o primă prioritate,
măsurile destinate prevenirii producerii deș eurilor de ambalaje și, ca principii fundamentale
suplimentare, reutilizarea ambalajelor prin reciclare și alter forme de recuperare a
deșeurilor de ambalaje și, în consecință, de reducere a eliminării finale a unor astfel de
deșeuri.
În anul 2000, Comitetul European pentru Standardizare (CEN) a aprobat cinci standarde
(EN13428:2000, EN 13429:2000, EN 13430:2000, EN 13431:2000 și EN
13432:2000) ca urmare a mandatului primit din partea Comisiei de către acest organism
prin Directiva 94/62/CE , după consultări cu comitetul constituit prin Directiva 98/34/CE . Aceste
standarde au fost prezentate Comisiei ca standarde armonizate. Aceste standarde stau la baza
aplicarii directivei amintite.
1. SR EN 14047:2004 Ambalaje. Determinare a biodegradării aerobe finale a materialelor
deambalare în mediu apos. Metoda prin analiza dioxidului de carbon eliberat FCT 6 .
2. SR EN 14048:2004 Ambalaje. Determinarea biodegradării aerobe finale a materialelor
de ambalare în mediu apos. Metodă prin măsurarea consumului de oxigen într -un
respirometru închis FCT 6 .
3. SR EN 14045:2004 Ambalaje. Evaluarea dezintegrării materialelor de ambalare în
timpul încercărilor utilizate în practică în condiții definite de formare a compostului FC 18 .
4. SR EN 14046:2004 Ambalaje. Evaluarea biodegradării aerobe finale și a
dezintegrării materialelor de ambalare în condiții controlate de formare a compostului.
Metoda prin analiza dioxidului de carbon eliberat FCT 28.
5. SR CR 14311:2002 Ambalaje. Marcare și sisteme de identificare a materialelor FC 13 .
42

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

6. SR EN 14806:2006 Ambalaje. Evaluarea preliminară a dezintegrării materialelor
de ambalare în condiții simulate de compostare în cadrul unei încercă ri la nivel de laborator NCT
22.
7. SR CR 13910:2002 Ambalaje. Raport asupra criteriilor ș i metodologiei pentru
evaluarea ciclului de viață a ambalajelor FC 21 .
8. SR CR 13695 -1:2002 Ambalaje. Condiții de măsurare și verificare pentru patru
metale grele și pentru alte substanțe periculoase prezente în ambalaje și trecerea lor în
mediu. Partea 1: Condiții de măsurare și verificare pentru patru metale grele prezente în
ambalaje FC 69 .
9. SR EN 13430:2004 Ambalaje. Cerințe referitoare la ambalajele
valorifi cabile prin reciclarea materialelor FC 26 .
10. SR EN 13431:2005 Ambalaje. Cerințe referitoare la ambal ajele valorificabile
energetic, inclusiv specificarea puterii calorifice inferioare minime T 22 .
11. SR EN 1 3432:2002 Ambalaje. Cerințe referitoare la ambalajele valorificabile
prin formarea compostului și biodegradare. Program de încercare și criterii de evaluare a
acceptării finale a ambalajelor T 24 .
12. SR EN 13432:2002/AC:2005 Ambalaje. Cerințe referitoare la ambalajele
valorificabile prin formarea compostului și biodegradare. Program de încercare și criterii de
evaluare a acceptării finale a ambalajelor A 3 .
13. SR EN 13427:2005 Ambalaje. Cerințe referitoare la utilizarea standardelor î n
domeniul ambalajelor și deșeurilor de ambalaje T 16 .
14. SR EN 13428:2005 Ambalaje. Cerințe specifice fabricării și compoziției. Prevenire
prin reducerea la sursă T 28 .
15. SR EN 13429:2005 Ambalaje. Reutilizare T 22 .
16. SR EN 13437:2004 Ambalaje ș i reciclarea materialelor. Criterii pentru
metodele de reciclare. Descrierea proceselor de reciclare și schema fluxului FC 40 .
17. SR EN 13193:2003 Ambalaje. Ambalaje și mediu. Terminologie T 16 .
18. SR EN 13393:2003 Ambalaje. Specificaț ii referitoare la colțare FC 11 .
19. SR EN 13439:2004 Ambalaje. Grad de valorificare energetică. Definiție și
metodă de calcul FC 13 .
43

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

20. SR CR 12340:2002 Ambalaje. Recomandări referitoare la inventarul și analiza
ciclului de viață a sistemelor de ambalaje FC 21 .
21. SR CR 13686:2002 Ambalaje. Optimizarea valorificării energetice a deșeurilor
deambalaje FC 30 .
22. SR CR 1460:2002 Ambalaje. Valorificarea energetic ă a ambalajelor uzate FC 34. [14 ]
Pentru ca un produs (în cazul nostru ambalajul) să poate fi comercializat pe pia ța
unică europeană (inclusiv în România) trebuie să respecte conformitatea cu directiva
amintită. Cea mai facila cale de a fi conform cu o directivă europeană este res pectarea
standardelor europene armonizate. Pentru a demonstra aceasta conformitate produsul trebuie să
aibă un certificat de la un laborator de încercări, acceptat în spa țiul european.

3.10 Concluzii

Cu toate că până î n anul 2018, nivelul tehnologic este redus în vederea
implementării solu țiilor industriale a ambalajelor biodegradabile prin prisma costurilor ridicate
există speran ța unui viitor apropiat în care plasticul biodegradabil să reprezinte o solu ție.
Metodele de testare și evaluare a biodegradării sunt bine definite în etapa actuală
și pot promova solu ții tehnologice optime.
Extindere acestor soluții reprezintă practic o rezolvare a poluării cu materiale plastice.

44

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

CAP.4 Ultimile cercetări în domeniul biodegradării
plasticului.

Polimerii sintetici sunt importan ți în multe ramuri ale industriei, în special în
industria ambalajelor. Cu toate acestea, ace știa au o influen ță nedorită asupra mediului și
cauzează probleme de depunere a de șeurilor și a de șeurilor de consum în mod special.
Prin urmare, există o tendin ță în plan mondial de a înlocui polimerul sintetic cu
polimer biodegradabil care suferă un proces de biodegradare. Acest fapt rezumă datele
privind consumul, nivelul de biodegradare, fiabilitatea, comercializarea și produc ția din
surse regenerabile. Unele materiale biodegradabile care sunt comercializate sunt materiale
plastice pe bază de amidon, m ateriale plastice pe bază de bacterii, materiale pe bază de
soia, materiale plastice pe bază de celuloză și materiale plastice armate cu fibre naturale.
Producerea materialului biodegradabil și introducerea acestuia pe pia ța este foarte importantă
pentru mediul natural.
Tehnologiile din zilele noastre nu sunt foarte avansate, drept urmare nu pot impune o
soluțiede viitor pen tru plasticul biodegradabil. [15 ]

4.1 Plastic biodegradabil ob ținut din tulpini de pătrunjel și spanac.

Utilizarea de șeurilor vegetale pentru a produce materiale plastice biodegradabile
pare a fi alternativa ideală la plasticul actual. Pentru realizarea acestui nou produs
cercetătorii europeni au folosit tulpini de pătrunjel.
Europa p roduce anual peste 24 de milioane de tone de de șeuri vegetale. Acest
material con ține celuloză, un polimer natural care poate fi utilizat pentru a imita
materialele plastice conven ționale.
Printre avantajele oferite de utili zarea acestor ambalaje se numără reducerea costurilor de
productie, r educerea consumului de energie și a emisiilor de carbon, oportunitatea de inovare a
produselor.
Noul material ob ținut are o combina ție diferită de rigi ditate și elasticitate, comparativ cu
masele plastice traditionale.
45

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Material ul pot mosteni de asemenea, proprietă țile plantei o riginale, adica plasticul din
pătrunjel poate avea proprietă ți antioxidante.
După ce cercetatorii au investigat proprietă țile mecanice ale maselor plastice
biodegradabile ob ținute, au demonstrat că cele ob ținute din tulpini de pătrunjel și spanac au avut
cele mai bune proprietă ți elastice, f igura 4.1.

Fig 4.1 Plastic biodegradabil ob ținut din tulpini de pătrunjel și spanac.

Cercetatorii au demonstrat că masele plastice biodegradabile realizate din pă trunjel,
spanac au fost comparabile cu polietilena de joasă densitate care este frecvent utilizată pentru a
face saci de plastic și unele componente de calculator.
Astfel s -a ajuns la concluzia că acest material ar putea juca un rol important în
înlocuirea materialelor plastice conven ționale și reducerea de șeurilor non –
biodegradabile dăunătoare din ecosistemele poluante. [16 ]

4.2 Penele de găină, materie primă pentru plasticul
biodegradabil.

Milioanele d e tone de pene provenite din fermele de păsări – și care, în prezent, sunt
aruncate, ar putea deveni componente ale unor noi materiale plastice.
Conform studiului, noua rețetă de preparare a plasticului ar include mult mai puține
substanț e derivate din petrol.
46

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

De-a lungul timpului, au fost propuse numeroase materiale biodegradabile care să
intre în componența maselor plastice, dar testele ulterioare au arătat dificultatea utilizării
unor asemenea combinații. Ca urmare, este necesară efectuarea unor teste variate pentru a putea
stabili fezabilitatea noului proiect.
Un studiu realizat în Statele Unite sugerează că fulgii ar ajuta la crearea unui plastic
mai „eco” (Fig 4.2)

Fig.4.2 Compozit biodegradabil din pene de găină

Penele, la fel ca părul și unghiile conțin cheratină, o substanță c are ar putea conferi
rezistență plasticului, reducându -i, totodată, din greutate.
Cercetătorii de peste ocean au publicat un studiu care susține posibilitatea de a
încorpora pene de pui în materiale plastice, ca aditiv în materiale compozite, care sunt
realizate , în mare măsură, din polimeri.
În condițiile în care penele ar constitui jumătate din cantitatea de materiale necesare
pentru crearea plasticului, substanțele derivate din petrol ar fi folosi te într -o măsură mult mai
mică. Astfel plasticul se va degrada mai repede, având efecte minime asupra mediului.
Echipa de cercetători a prelucrat pene de pui pe care le -a combinat cu un compus
chimic cunoscut sub numele de acrilat de metil. Rezultatul a fost un material plastic, din care
cercetătorii au confecționat folii subțiri. Aceste pelicule s -au dovedit mai dure decât altele tipuri
de folii în care se folosiseră materiale biodegradabile. Cercetătorii au men ționat că un avantaj
esențial al abordării a fost că plasticul obținut de ei est e mult mai rezistent la apă. [17 ]
47

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Folosirea materialelor biodegradabile, fie pentru obiecte utile în viața de zi cu zi,
fie în construcții, este o idee ce merită testată. Ar trebui să încercăm mai des să folosim
subproduse biologice cu scopul de a le transforma în ceva folositor.
Prin urmare, plasticul rezultat va fi mai degradabil și mai sustenabil, afirma cei implica ți
în studiu. În plus, acest tip de plastic este mai rezistent, inclusiv la apă.
În SU A, ferme de păsări de curte produc aproximativ 2 milioane de tone de pene în
fiecare an, de cele mai multe care se încheie în deșeuri. În același timp, lumea se confruntă cu o
movilă în creștere de plastic aruncat. A fost de asemenea dezvoltată o tehnică p rin care pene de
pui poate fi transformate în termoplastice biodegradabile.

4.3 Ambalaj biodegradabil, din zahăr

Cercetatorii britanici au pus la punct un tip de ambalaj biodegradabil care are la baza
zaharuri naturale, culese din plante .figura 4.3
Chiar dacă pe pia ță există deja plastic realizat din materiale naturale, cum ar fi
porumbul, acestea nu se degradează îndeajuns de repede, relateaza The Telegraph. A șa că
cercetorii de la Imperial College London au creat un nou tip de plastic, care are la bază
glucoza din plante. Polimerii rezulta ți servesc la crearea noului tip de plastic prietenos cu mediul.

Fig.4.3 Ambalaje biodegradabile care au la bază zaharuri natural.

48

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Spre deosebire de plasticul realizat din ulei, care se descompune în sute de ani, cel
descoperit de britanici se descompune în doar câteva luni. Se estimează ca noul tip de plastic ar
putea fi deja pe pia ță în 5 ani. Cresterea acestor plante cere mai pu ține resurse decât actualul
proces de ob ținere a pla sticului, spun cercetatorii. [18 ]

4.4 Bere î n ambalaj biodegradabil.

Producă torul de bere danez Carlsberg a dezvoltat primul ambalaj 100% biodegradabil
pentru a îmbutelia băuturi. figura 4.4 Ambalajul este fabricat din fibră celulozică similară
materialului din care sunt produse ambalajele pentru electrocasnice și cofrajele pentru ouă
și cântăre ște mult mai pu țin decât sticla.

Fig 4.4 Ambalaj 100 % biodegradabil din fibră celulozică.

Sticlelele vor fi 100% biodegradabile, inclusiv dopul, și vor fi turnate într -o structură
unitară, putând fi reciclate ulterior precum ziarele sau cartoanele. Eventualele ambalaje aruncate
întâmplător de către clienț i se vor descompune natural. [19 ]
49

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

4.5 Pahare biodegradabile de cafea, care devin copaci după ce
sunt aruncate.

Compania californiană Reduce.Reuse.Grow a gândit un model de pahare de cafea
care nu doar că sunt biodegradabile, dar sunt și impregnate cu seminț e care pot fi
plantate și pot deveni copaci, după ce paharele nu mai sunt de folos consumatorului. figura 4.5

Fig 4.5 Ambalaj biodegradabil.

Paharele de cafea biodegradabile au făcut obiectul unei campanii, pentru a strânge
banii necesari ca să devină un produs disponibil pe piață. În pereții paharelor se vor afla
semințe de diferite feluri, î n funcție de locul unde se vor comercializa paharele, iar clienții care
le vor cumpăra vor fi încurajați să le planteze după ce au consumat cafeaua (în loc să arunce
paharele la gunoi) ori să returneze paharele localului de la care le -au cumpărat, pentru ca
acesta să planteze semințele. În acest fel, paharele de cafea se vor tra nsforma, în timp, în
copaci. [20 ]

4.6 Plastic biodegradabil din oase și carne de animale.

Ambalajele biodegradabile vor fi făcute din resturi de oase și carne ră mase de la
animalele sacrificate. Deși acest proces nu este în concordanță cu convingerile vegetariene,
faptul că resturile animalelor pot fi refolosite și nu aruncate în depozitele de deșeuri reprezintă
un progres semnificativ.
Fehime Vatansever, împreu nă cu colegii săi de la Universitatea din Clemson,
50

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

folosesc ca materie brută pentru fabricarea plasticului oasele și carnea animalelor.
Ei consideră că aceste materiale sunt de preferat î n favoarea produselor chimice din petrol. În
compoziția materialului de plastic, studenții au folosit și fibră sintetică de polietilenă – un
plastic dur folosit și la fabricarea snowboard -urilor și în conceperea articulațiilor artificiale.

Fig.4.6 Făina din oase și carne.
Bioplasticul rezultat este aproape la fel de durabil ca polietilena și este parț ial
biodegradabil.
Crearea plasticului din făina de oase ,și din carne ar duce la desființarea spațiilor de depozitare.
Procesul de fabricare a plasticului nu este unul periculos, acesta având proprietatea de a
dezactiva agenții infecțioși ce duc la răspând irea bolii vacii nebune. figura 4.6
Acestea nu sunt primele eforturi de folosire a cărnii animalelor sacrificate ca
resursă regenerabilă. În Marea Britanie, carnea și oasele oilor și vitelor sacrificate din cauza
febrei aftoase și a bolii vacii nebune au fost folosite pentru a genera energie electrică. [21 ]

4.7 Plastic ecologic obținut prin inginerie genetică .

Cercetătorii sud -coreeni au reu șit în premieră mondiala să producă polimerii din
compozi ția maselor plastice uzuale cu aju torul bioingineriei,figura 4.7 , fără să folosească
combustibili fosili.
Noua tehnică de producere a polimerilor va permite astfel producerea unui plastic
ecologic, biodegradabil și mai pu țin toxic decât cel ob ținut prin metodele consecrate.

51

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Echipa de cercetatori de la Universitatea KAIST din Seul s -a bazat pe ob ținerea
acidului polilactic (PLA), un polimer biologic care reprezintă în clipa de fată cheia ob ținerii
maselor plastice din surse naturale regenerabile.
Poliesterii și ceilal ți polimeri folosi ți în mod curent sunt în cea mai mare parte deriva ți ai
combustibilior fosili, produ și în rafinării sau prin procedee chimice.

Fig.4.7 Polimerii din compozi ția maselor plastice uzuale cu ajutorul bioingineriei.

Acidul polilactic este considerat o bună alternativă la plasti cul pe bază de petrol,
deoarece este biodegradabi l și este mult mai pu țin toxic.
Noua metodă ar trebui să -și dovedească utilitatea la scară largă, fiind folosită și
pentru dezvoltarea altor organisme modificate genetic, capabile să producă o înt reagă varietate
de polimeri. [22 ]

4.8 O nouă materie primă pentru fabricarea p lasticului
biodegradabil: cojile de ouă.
Tehnologie prezintă extragerea proteinelor din cojile de ouă ,figura 4.8 ,
numite glicozaminoglicani, pentru îmbunătă țirea unor cantită ți ale materialelor plastice pe bază
de amidon.
Glicozaminoglicanii sunt utiliza ți în prezent în industria farmaceutică, la fabricarea
unor medicamente utile oamenilor care suferă de probleme la nivelul cartilajelor.
Scopul oamenilor de știință de la Universitatea din Leicester, Marea Britanie, este
de a utiliza aceste proteine pentru a ameliora plasticul pe bază de amidon. Pentru a servi drept
52

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

exemplu practic, speciali știi au pus la punct o tehnologie de utilizare a materialului compozit
biodegradabil la fabricarea cutiilor pentru ouă.

Fig.4.8 Coji de ouă materie primă pentru plastic biodegradabil
Materialele plastice biodegradabile sunt folosite în scopuri comerciale de ani buni,
sticle facute din plastic ce con ține amidon extras din porumb fiind des întalnite. Cu toate
acestea, statisticile arată ca doar în Marea Britanie, anual, se folosesc în jur de 5 milioane de tone
de plastic pe baza de petrol.
Cojile de ouă sunt considerate de șeuri în industria alimentară, dar de fapt sunt
materiale compozite foarte complexe. Ele ar putea aduce un poten țial beneficiu at ât pentru
producătorii de produse alimentare, cât și pentru alte industrii.
Pe lângă faptul că cei din industria alimentară au posibilitatea de a deveni mai
prieteno și cu mediul, refolosirea cojilor de ouă ar putea reprezenta o sursă de venituri sau măcar
o economisire a banilor necesari pentr u a scăpa de aceste de șeuri. [23 ]

4.9 Oamenii de știință produc bacterii, pentru a distruge
materialul plastic.
Cercetătorii japonezi au descoperit o tulpină a unei bacterii care distruge plasticul.
Aceas tă descoperire ar putea contribui semnificativ la lupta împotriva poluării, având în vedere
că plasticul este unul dintre cele mai greu de distrus materiale. Procesul natural de
descompunere, fiind foarte lent, durează în jur de 1000 de ani.
Bacteria desco perită a fost testată cu succes pe unul dintre cele mai comune tipuri de
plastic, terafltalatul de polietilenă (PET -ul), material folosit de obicei la sticlele în care
53

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

sunt îmbuteliate băuturile alcoolice sau ră coritoare, produsele cosmetic e sau detergenții de uz
casnic.
Bacteria identificată poartă numele de ”Ideonella sakaiensis”, iar cercetarea a fost
publicată în revista academică ”Science”. Savanții au încercat să depisteze în cadrul proiectului
de cercetar e organisme ce pot fi stimulate să consume plasticul mai rapid decât se descompune
acesta în mod normal.
Organismul microscopic unicelular, ”Id eonella sakaiensis” ,figura , ar putea
determina crearea unei noi strategii de bioremediere a planete.

Fig 4.9 Bacteria ,,Ideonella sakaiensis,,

Materialele plastice eliberează chimicale periculoase în sol, după care ajung în
pânza freatică și pot afecta speciile care consumă apa.
Un produs din plastic se degradează natural în perioade cuprinse între câteva zeci și
câteva sute de ani, în funcție de condițiile de mediu (expuse la soare, îngropate în pământ, aj unse
în apă etc.). Se estimează însă că anumite plastice urmează să reziste în natură până la 1.000 de
ani sau mai mult, iar pe fondul supraconsumului acumulările de plastic în viitor ale planetei vor
fi uriașe.
Până în prezent, plasticul a rămas o problemă pentru Terra. O echipă de
cercetători americani a prezentat în urmă cu câțiva ani datele adunate de o serii de studii marine
în perioada 1986 -2008, care au implicat peste 6.000 de aruncări de năvoade ce au colectat peste
54

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

64.000 de fragmente de plastic din Oceanul Antaltic, lângă coasta Americii de Nord.
Cea mai mare cantitate din setul de date a fost colectată în 1997, când 1.069 de fragmente
de plastic s -au prins în plasele cercetătorilor într -o operațiune de doar 30 de minute, ce ea ce
insemna 580.000 de bucăți pe kilometru pătrat. [24 ]

4.10 Proiectarea tehnologiei de fa bricare a materialelor
plastice biodegradabile.

4.10.1. Materiale pentru ambalaje biodegradabile.

Materialele biodegradabile pot fi din materii pr ime refolosibile și din materii prime
fosilene – regenerabile. Tradițional, materialele plastice sunt fabricate dintr -un produs din petrol
(combustibil fosil neregenerabil). Polimerii de origine biologică au început să fie utilizați
ca materii prime pentru plastice.Aceste materiale bioplastice sunt o nouă generație de
materiale plastice care sunt mai favorabile mediului înconjurător decât cele făcute din petrol.
Multe biomateriale plastice pot fi procesate cu echipamentul convențio nal de injectat
plastic și transformate în ambalaje. O problemă este aceea că noile materiale plastice sunt de
obicei mai scumpe decât cele tradiționale, pe bază de petrol. Progresele recente în tehnologia de
producție au permis reducerea costului unor răș ini degradabile, dar mai sunt multe de făcut în
acest sens.
Printre materiile prime refolosibile explorate pentru obținerea materialelor
plastice biodegradabile sunt:
Amidonul este un polimer carbohidrat degradabil refolosibil care poate fi purificat
din diverse surse. Se găsește în mari cantități în plante cum sunt porumbul, cartofii și grâul.
Amidonul în sine are o limitare severă prin faptul că este solubil în apă și articolele făcute din
amidon se umflă și se deformează pri n expunerea la umezeală. De aceea, amidonul este
modificat chimic sau amestecat cu polimeri hidrofobi sintetici, care adesea nu sunt
biodegradabili. Au fost produse și materiale plastice numai din amidon. Noua legisla ție va
încuraja utilizarea amidonului pentru ambalaje.

55

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Acidul polilactic (PLA) este obținut prin fermentarea amidonului din produse agricole,
cum ar fi cartofii sau porumbul (poate fi obținut din făină umedă de porumb sau din resturi).
PLA este cristalin și dur (duritate similară cu a plasticului acrilic) și costurile de producție sunt în
scădere.
Celuloza și lignina din lemn și celuloza din bumbac .Celuloza este principalul
constituent al pereților celulari ai plantelor superioare și poate fi utilizată în forma
originală sau modificată în acetat de celuloză, butirat de celuloză, sau nitrat d e celuloză (foarte
inflamabil).
Polihidroxialcanoați (PHA). Sunt aproape 100 polihidroxialcanoa ți diferiți
(polihidroxivalerat, polihidroxibutirat etc.). Aceștia sunt poliesteri biologici care sunt
produși de microorganisme și pot fi, de asemenea biodegradați de un mare număr de diferite
microorganisme. Polimerii sunt produși print r-un proces de fermentație care implică
alimentarea cu zahăr și microorganisme.
Pululanul este un produs microbian polizaharid; acest glucan extracelular neutru solubil
înapă este sintetizat de o ciupercă. Când pululanul este procesat mai departe sunt necesari
plastifianți.
Citosan este chitină de acetilată, care este o polizaharidă naturală similar cu celuloza atât
ca structură, cât și ca funcț ie. Este derivat primar din scheletul exterior de exemplu al
crabului. Trigliceride sunt altă materie primă promițătoare pentru producerea materialelor
plastice. Ele reprezintă o mare parte a depozitelor de lipide în organismel e animale și
celulele plantelor (de exemplu soia, in, rapiță). Astfel de materiale sunt biodegradabile și
compostabile.
Biodegradarea este degradarea materialului organic, cauzată de activitatea biologică
în principal acțiunea enzimatică a mi croorganismelor. Aceasta determină o modificare
semnificativă a structurii chimice a materialului. Produsele finale sunt dioxidul de carbon, o nouă
biomasă și apă (în prezența oxigenului) sau metan (când oxigenul este absent). Dioxidul de
carbon este utilizat de plante în fotosinteză și metanul este un biogaz care poate fi utilizat, de
exemplu, drept combustibil pentru autobuze.
Pentru compostabilitatea unui material trebuie ca acesta să fie capabil să se biodegradeze
și să se dezintegreze complet în timpul ciclului de compostare.
56

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Legislația recentă din UE impune recuperarea deșeurilor din ambalaje prin
reciclare, compostare sau recuperarea energiei. Industria trebuie să se pună în acord legislația
mai severă, pe lângă alte modificări, cum sunt noua tehnologie, schimbarea lanțurilor
resurselor și cererile mai sofisticate ale consumatorilor și vânzătorilor cu amănuntul.

4.10.2 Obținerea și modelarea materialelor plastice biodegradabile.
Procesarea materialelor plastice biodegradabile cuprinde operații similare celor
folosite la ob ținerea și modelarea materialelor plastice. Materialele biodegradabile pot fi
turnate, matrițate, procesate și îmbinate; pot fi procesate cu ușurin ța relativă în multe
forme și cu puține operații.
Materialele biodegradabile se topesc sau se deformează la temperaturi relativ scăzute,
spre deosebire de metale, sunt ușor de manevrat și necesită mai pu țină energie pentru a fi
procesate.
Materialu l biodegradabil este de obicei transportat spre unitățile de procesare sub
formă degranule sau pulbere și e topit (materiale termoplastice) chiar înainte de procesul
de modelare. Materialul biodegradabil este disponibil și sub formă de foi, formă plană, tije și
tuburi care pot fi modelate într -o varietate d e produse.

•Stadiul actual in cercetarea si obtinerea materialelor bioplastice

Se pune accentul atât pe sinteza unor noi materiale bioplastice cât ș i pe
identificarea posibilităților de utilizare a acestora.
S-au facut de asemenea investiții importante pentru asimilarea la scară industrială
a bioplasticelor din materiale regenerabile.

La ora actuală, cele mai semnificative ar ii de aplicare, în ordinea
consumului, a bioplasticelor, sunt:
– saci biodegradabili pentru resturi menajere;
– folii pentru ambalarea produselor alimentare și nealimentare;
– materiale de umplutură antișoc
– saci pentru produse alimentare;
57

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

– produse pentru catering: pahare, farfurii și tacâmuri;
– filme de protecție pentru agricultură;
– articole compostabile pentru horticultură.

4.10.3 Oportunități de viitor.
Bioplasticele din industrie și agricultură sunt într -o relație foarte apropiată una față de
cealaltă,având în vedere că:
-resusele regenerabile provenite din agricultură joacă un rol important în fabricarea
bioplasticelor (industrie);
-produsele bioplastice se pot utiliza cu succes în diferite domenii ale industriei și
Agriculturii.
De asemenea, bioplasticele se pot utiliza în agricultură pentru:
-realizarea de staraturi de protectie biodegradabile care pot fi îngropate în pământ în urma
operației de arat, acest lucru conducând la reducerea costului lucrărilor;
-realizarea de articole compostabile pentru horticultură și culturile de legume:
există bioplastice care oferă aceste posibilități de ex. pentru: straturi de protectie pentru
culturile de bananieri care trebuie protejate de praf și alți factori de poluare.
Fermierii și industria prelucrătoare primară a produselor agricole din întreaga lume
realizează oportunitatea apărută prin utilizarea bio masei și a materiiilor prime
biodegradabile la fabricarea bioplasticelor.
Bioplasticile și agricultura sunt într -o strânsă legatură. Pe de o parte, resursele
regenerabile din agricultură constituie materia primă de bază pentru fabricarea
bioplasticelor.
Pe de altă parte, articolele realizate din materiale bioplastice au, pe lânga alte
utilizări, o larga aplicabilitate în agricultură și, ca ambalaje, în industria alimentară. Ciclul se
încheie prin utilizarea acestora, î n final, după ce și -au îndeplinit funcțiunea pentru care au fost
concepute și devin reziduri, sub formă de compost ca fertilizatori și amelioratori ai solurilor din
agricultură.
Integrarea României în Uniunea Europeană implică rezolvarea unor p robleme
legate de respectarea normelor de protecție a mediului. Creșterea volumului deșeurilor
58

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

nedegradabile, din plastic, cheltuielile mari necesare recuperării acestora ș i limitarea
terenurilor disponibile pentru depozitarea lor, conduc la necesitatea dezvoltării și în țara
noastra a bioplasticelor.
Dezvoltarea acestor materiale implică unirea eforturilor unor entitati de cercetare –
dezvoltare din țară în s copul realizării unor tehnologii adaptate cantității si calității materiilor
prime autohtone pentru realizarea și în acest domeniu a unor produse ecologice de calitate
căutate pe piața internă și externă.

4.11 Concluzii.
În func ție de materiile prime e xcedentare s -au dezvoltat solu ții de plastic biodegradabil
care răspund anumitor cerin țe de biodegradare.
In etapa actuală nu a fost definitivat a o solu ție unanim agreată din punct de
vedere tehnologic , dar cercetările continuă.

59

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

CAP.5 S tudiu de caz privind solu ții experimentale de
biodegradare – plastic biodegradabil din amidon.

În ultima perioadă, în contextul în care materialele plastice au devenit parte din viața
noastră de zi cu zi și în condițiile poluării accelerate cu care se confruntă planeta, tot mai multă
lume a început să discute despre plasticul biodegradabil sau, așa -numitul bioplastic. De aici și
până la ideea de a experimenta producerea bioplasticului din amidon chiar în laboratorul de
chim ie, nu a mai fost decât un pas.
Experimentul numarul I.
Principiul metodei
Pentru a produce plastic biodegradabil sunt necesare câteva cunoștințe minimale despre
acest tip de material. Există trei tipuri de plastic: unele rigide și rezistente la căldură, a ltele moi
(se topesc atunci când sunt încălzite), în timp ce al treilea tip de plastic are proprietăți elastice.
Pentru că materialele dure se degradează într -un interval de timp îndelungat, atunci când
ambalajele din plastic nu sunt colectate, ci aruncate la întâmplare în natură, a început să se
înlocuiască ambalajele din plastic, cu materiale cu proprietăți mecanice similare. Noi am încercat
să obținem bioplastic din amidon, urmând ca, în perioada următoare probele să fie analiz ate și
din alt punct de ved ere.
1.Ingrediente necesare p entru producerea bioplasticului
Una dintre primele probleme care a trebuit rezolvată a fost cea care ținea de „rețetarul”
necesar pentru obținerea plasticului biodegradabil, sunt prezentate in figura 5.1, și anume:

Fig.5.1 Ingredientele necesare pentru producerea plasticului

– 2,5 grame de amidon de porumb sau cartof,
60

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

– 2 ml de glicerină anhidră (care acționează ca liant),
– 3 ml de acid clorhidric concentrat și
– 3 ml de soluție de hidroxid de sodiu (NaOH), care se adaugă la final și servește la diminuarea
vâscozității.
Mod de lucru
Într-un pahar Erlenmayer se amestecă ingredientele menț ionate (mai puțin soda caustică)
și se adaugă 20 de ml de apă distilată (figura 5.2 a).

a) pahar Erlemayer
Fig.5.2 Prepararea solu ției

Paharul se cufundă, apoi, într -o baie de apă cu o temperature de 100ș Celsius, amestecând
timp de 15 minute, figura 5.3.

Fig.5.3 Cufundarea paharului în baia de apă
61

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

În urma acestei acestei operațiuni va rezulta o soluție vâscoasă, care va trebui neutralizată
cu 3 ml de hidroxid de sodium, figura 5.4.

Fig.5.4 Rezultatul probei (solu ție vâscoasă)

Aceasta va fi apoi, întinsă cu o baghetă pe o placă de sticlă, urmând să fie uscată în etuvă,
la temperat ura de 110ș Celsius.
Pentru un control riguros, se poate prepara un alt film de plastic, fără glicerină, pentru a
se observa rolul acesteia: dacă filmul cu glicerină va fi moale, transparent, rezistent la tensiune,
îndoire și ușor elastic, glicerina va ac ționa ca un lubrifiant, filmul fără glicerină va fi fragil și
casant. Practic, glicerina se așează între moleculele de amidon, pentru a facilita mobilitatea
acestora una față de a lta.
Acest experiment s -a finalizat fără un success real.
Eperimentul numarul II
O rețetă mai simplă de obținere a bioplasticului și mai edificatoare, presupune
urmatoare le ingrdiente prezentate în figura 5.6:
• 15 g amidon alimentar
• 60 ml apă distilat ă
• 5 ml glicerina (glicerina concentrata, 100%)
• 5 ml o țet (acid acetic )

Fig.5.6 Rețetarul necesar pentru experiment
62

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Mod de lucru
Într-un pahar Berzelius, vor fi amestecate ingredientele mai sus men ționate și se
încalzeste până se ob ține un amestec gelatinos și omogen, după care se toarnă în forma dorită
figura.5.7

Fig.5.7 Obținerea amestecului gelatinos și omogen.

Una din ideile de bază o constituie faptul că o țetul distruge o anumită categorie de
polimeri găsi ți în mod natural în amidon, iar glicerina permite aranjarea polimerilor lungi într -o
structură mult mai rezistentă. În urma acestei opera țiuni va rezulta un amestec vâscos și omogen
care este turnat în forma dorită figura.5.8

Fig.5.8 Forma dorită pentru realizarea acestui experiment.

63

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

5.1 Concl uzii
Din acest experiment rezultă urmatoarele concluzii:
-fără să fie î ngropate e șantioanele au fost a șezate pe pământ la întamplare su b acțiunea
factorilor de mediu figura 5.9.
1. folie de plastic tradi țional
2. folie de plastic biodegradabilă
3. folie pe bază de amidon biodegradabilă

Fig.5.9 Cele trei tipuri de folii

După aproximativ o lună s -a observant că plasticul normal nu a fost afectat, punga din
plastic biodegradabil sa transformat în fulgi și plasticul pe bază de amidon, a scăzut (s -a cră pat și
s-a degradat), prezentate în fig ura.5.10.

Fig.5.10 Tipurile de folii de plastic după aproximativ o lună.
64

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

În concluzie a fost eviden țiată biodegradarea monstrelor din cadrul experimentului. A
fost observată o biodegradarea mai mare a materialului plastic pe bază de amidon și se poate
considera că prin extindere și studii de cercetare, tehnologia de producere a acestui tip de plastic
se va dezvolta.

CAP.6 Concluzii finale
Tema lucrării de diplomă constituie un început pentru introducerea unei tehnologii de
realizare a materialelor biodegradabile. Pornind de la cer ințele europene, privind combaterea
reciclării deficitare a maselor plastice, în studiul bibliografic s -a eviden țiat atât fazele reciclării
cât și fazele unei instala ții optimizate de reciclare a maselor plastice, dar și impactul asupra
poluării mediului î nconjurător. Necesitatea implementării unor tehnologii de biodegradare este
vitală pentru continuarea supravie țuirii speciei umane pe Terra.
S-a obținut plastic din amidon care sa lăsat la întâmplare pe pământ alături de o folie de
plastic biodegradabil și de o pungă de plastic obi șnuit figura.6.1 în care s -au eviden țiat stări de
degradare diferite pe o perioadă de aproximativ o lună . figura.6.2 .

Fig.6.1 Foliile de plastic după o lună

Fig.6.2 Foliile de plastic după o lună
65

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

S-au prezentat tehnologii de biodegradare cu avantajele si dezavantajele fiecărei în parte
din care rezultă metode de tratare și evaluare a biodegradabilitătii.
Ultimile cercetări în domeniu folosesc materii prime ca: plastic biodegradabil ob ținut din
tulpini de pătrunjel și spanac, penele de găină, zahărul, oase și carne de animale, coji de ouă,
bacterii și solu ții tehnologice din inginerie genetică în vederea ob ținerii unui plastic
biodegradabil.
Prin tema proiectului de diplomă s -a deschis un drum pentru cercetări viitoare – plastic
pe bază de amidon.

66

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Referin țe bibliografice :

1. Gabriel FODOREAN, Victor ROȘ.(2011), TENDINȚE Î N PRODUCEREA
MATERIALELOR BIOPLASTICE ȘI BIODEGRADABILE, disponibil on -line la
www.stiintasiinginerie.ro/wpcontent/uploads/2014/01/68 -TENDIN%C5%A2E -%C3%8EN –
PRODUCEREA.pdf, accesat în 12.06.2018.
2. Messe Duseldorf, 2013, MATERIALE PLASTICE: STATISTICI ȘI TENDIN ȚE,
disponibil on -line la www.ttonline.ro .
3. Florinela, A., Vlad, I. Ecologie și protec ția mediului, E ditura Matrix
Rom,Bucure ști,2007, pg 58 -59.
4. Leopa Adrian – Curs Reciclarea De șeurilor, ISBN 973 -8246 -43-1, Editura Mongabit,
Gala ți, 2005
5. Monitorul Oficial nr. 311 din 10 aprilie 2018 unde a fost publicată Legea nr.
87/2018 pentru modificar ea și completarea Legii nr. 249/2015 privind modalitatea de gestionare
a ambalajelor și a de șeurilor de ambalaje.
6. Ordinul nr. 1121 din 5 ianuarie 2006 Ordinul nr. 1121/2006 privind stabilirea modalită ților
de identificare a containerelor pentru diferite tipuri de materiale în scopul aplicării colectării
selective.
7. http://old.unitbv.ro/Portals/31/Burse%20doctorale/134378/Seminar/S2 -01-Baltes.pdf
8. Virginia, C., Corina, F., Ioan, F., Oană, C. Po litici ecologice de mediu, Editura
Economică, Bucure ști,2011, pg 85 -86.
9. www.nwradu.ro/2017/06/o -lume -cu-prea-mult-plastic/
10. www.explainthatstuff.com/bioplastics.html
11. www.atlanticpoly.com/biodegradable -plastics
12. .Horun, S., Sebe, O. Degradarea și stabilizarea polimerilor, Editura Tehnică, Bucure ști,
1983.
13. www.prezi.com/qjkfdb6pq5zj/regnul -fungi -ciuperci
14. www.afm.ro/main/legislatie_taxe_si_contributii/directiva_94_62.pdf
15. www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2014.00710/full
16. www.ecology.md/md /page/plastic -biodegradabil -obtinut -din-tulpini -de-patrunjel -si-
spanac
67

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

17. www.descopera.ro/dnews/8128724 -penele -de-pui-ingrediente -ale-plasticului
18. www.ziare.com/magazin /experiment/ambalaj -biodegradabil -din-zahar -996572
19. https://blog.letsdoitromania.ro/noutati/bere -in-carton -biodegradabil -carlsberg/
20. www.totb.ro/pahare -biodegradabile -de-cafea -care-devin -copaci -dupa -ce-sunt-aruncate/
21. www.bejeus .com/2011/03/plastic -biodegradabil -din -oase-si-carne.html
22. www.ziare.com/magazin/experiment/coreenii -au-creat -plastic -ecologic -prin-inginerie –
genetica -957900
23. www.descopera.ro/galerii/9476488 -o-noua -materie -prima -pentru -fabricarea -plasticului –
biodegradabil -cojile -de-oua
24. www.news.ro/cultura -media/stiinta/a -fost-descoperita -o-bacterie -care-descompune –
plasticul -192240 3711002016031615400966

68

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS" DIN GALAȚI
FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA
DEPARTAMENTUL: MEDIU, INGINERIE APLICATĂ ȘI AGRICULTURĂ
PROGRAM DE STUDIU: INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE ȘI ECOLOGIE

Opis

Numarul de pagini al par ții scrise 67
Numarul de figuri 48
Tabele incluse în partea scrisă 5

69