對于生物分解塑料的處理方式,包括了在運轉良好的市政或工業生物質廢棄物處理設備中的堆肥化處理。要獲得工業可堆肥性,一種材料不僅要在堆肥系統中分解,還必須在堆肥系統中生物降解,并在堆肥的最終使用過程中完成生物降解。此外,堆肥必須滿足相關的質量標準,包括低含量的管制金屬,沒有生態毒性,沒有明顯的可區分的殘留物。
因此,在上述定義堆肥化條件下,對塑料材料崩解程度進行測定,是評價材料堆肥能力的一個重要步驟之一。具體的評價測試方法,一般按照ISO 16929-2021《塑料 - 在中試規模測試中確定塑料材料在規定的堆肥條件下的崩解度》(或國標GB/T 19811-2005)進行。
由于此崩解程度試驗,是一個模擬自然界中普遍存在的微生物種群自然地引發堆肥化過程,且主要利用的是高溫嗜熱菌群,因此須向物料提供足夠、連續的空氣供給,以保證微生物能夠進行充分的有氧呼吸作用。
同時,在微生物有氧堆肥化過程中,會發生自然升溫。為了確保物料順利地自然升溫:
(1) 物料須達到一定的堆積體積。標準要求生物質廢棄物濕重須達到至少15 kg以上。否則因物料量太少,散熱快難以保溫,進而導致嗜熱菌群無法發揮堆肥化作用。
(2) 物料須維持一定的濕度。標準要求揮發性固體含量占總干固體量的50%(質量百分比)以上。否則,物料太干,微生物有氧呼吸作用會減弱,難以發熱并進行堆肥化過程;物料太濕會導致堆肥化過程產生大量的滲濾液,流失大量營養物質,削弱微生物的堆肥化作用。
(3) 物料須避免結塊和水分、微生物等的不均勻分布。標準要求定期翻轉(Turning)生物質廢棄物混合物。否則,會導致氧氣的分布不均勻,抑制微生物的有氧呼吸作用。
可見在崩解試驗過程中,對于物料的“翻轉(Turning)”是一個非常重要的過程。根據客戶調研發現,目前部分實驗人員,在崩解試驗過程中仍然采用工具(鍬,鏟等)手動,或用電機帶動槳葉攪拌(stirring)的方式進行崩解物料的混勻。這兩種“攪拌(stirring)”方式,會不同程度導致物料難以有效混勻,另外一個最大問題是會導致膜狀試樣(10 cm×10 cm或5 cm×5 cm)因機械攪拌而被撕裂或剪切,嚴重影響了試樣崩解過程的客觀性和試驗準確性。因此,應按照標準要求的“翻轉(Turning)”方式,利用試驗容器(堆肥箱或格網)自身在空間的轉動才能合理有效的進行物料混勻。
我司自主研制的專-利產品RTK PBD全自動塑料崩解分析儀(專-利號:CN 216837737 U),即是按照國內外標準要求研制的可實現自動翻轉的崩解試驗設備。
湖北洛克泰克儀器股份有限公司成立于2013年,是國家-級優良企業(證書編號GR202042003741),擁有包括生物降解領域的30余項專-利證書(含發明專-利)。為中國農業大學厭氧發酵聯合實驗室、華中農業大學產學研合作基地。作為中國科學測試儀器研究型制造商,洛克泰克努力為客戶提供專業的科學測試儀器、測試方法、培訓及技術服務。洛克泰克秉承“技術推動科學進步”的使命,致力于我國的“碳達峰、碳中和”目標,為政府、大學、研究機構及企業提供服務,實現更健康、更安全、更環保的高質量發展。
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