تولید (PLA) پلی لاکتیک اسید ماده اولیه پرینتر سه بعدی

طی سالیان اخیر، به دلیل افزایش آگاهیهای زیست محیطی، قیمت نفت خام و چالشهای مربوط به گرم شدن زمین، توجه و علاقه به زیست پلیمرها افزایش یافته است. از آنجا که این پلیمرها از منابع تجدیدپذیر به دست میآیند و زیست تخریب پذیرند، بنابراین استفاده از آنها در مقایسه با پلیمرهای بر پایه ترکیبات نفتی دارای حداقل آثار منفی زیست محیطی است. امروزه این ترکیبات در زمینههای مختلف مانند فیزیوتراپی، داروسازی، پزشکی، پوششدهی، فراوردههای غذایی و مواد بستهبندی استفاده میشوند. مصرف فراوان لاکتیک اسید و مشتقات آن در صنایع غذایی، نساجی، دارویی، آرایشی، شیمیایی و بهویژه پلیمری، موجب شده است تا در سالهای اخیر مطالعات زیادی به منظور تولید این اسید آلی انجام گیرد. افزون براین، لاکتیک اسید میتواند از راه واکنشهای شیمیایی به مواد مفیدی، مانند پروپیلناکسید، پروپیلنگلیکول و استرالکتات تبدیل شود. ساخت پلیلاکتیک و آکریلیک اسیدهای زیست تخریبپذیر نیز بازار مهمی برای لاکتیک اسید خالص ایجاد کرده است. یکی از چالش های شتاب دهنده پیشگامان کمک به رفع این مورد بوده است.

اهمیت و ضرورت موضوع

افزایش چشمگیر استارتاپهای این حوزه و به تبع آن رشد سرمایهگذاری روی آنها باعث رشد چشمگیر صنعت FDM پرینت سه بعدی و بهخصوص پرینترهای سه بعدی صنعتی است. تعداد متریال های قابل استفاده در پرینترهای و نایلون ABS،PLA همواره درحال گسترش است ، در حال حاضر معمول ترین متریال های مورد استفاده در ایران بسیار ساده است، کیفیت سطح خوبی دارد و محکم است ولی متأسفانه تنها PLA هستند. پرینت سه بعدی پلاستیک تولید خود را متوقف نموده است ولذا دراین نیاز به واردات خارجی PLA امسال تنها شرکت تولید کنندهی داخلی بویژه از کشور چین داریم و به همین منظور برای کاهش وابستگی خارجی و دسترسی سریع به محصول نیازمند تولید داخلی با قیمت مناسب و رقابتی هستیم.

شرح کلی مسئله

طی سالیان اخیر، به دلیل افزایش آگاهیهای زیست محیطی، قیمت نفت خام و چالشهای مربوط به گرم شدن زمین، توجه و علاقه به زیست پلیمرها افزایش یافته است. از آنجا که این پلیمرها از منابع تجدیدپذیر به دست میآیند و زیست تخریب پذیرند، بنابراین استفاده از آنها در مقایسه با پلیمرهای بر پایه ترکیبات نفتی دارای حداقل آثار منفی زیست محیطی است. امروزه این ترکیبات در زمینههای مختلف مانند فیزیوتراپی، داروسازی، پزشکی، پوششدهی، فراوردههای غذایی و مواد بستهبندی استفاده میشوند. مصرف فراوان لاکتیک اسید و مشتقات آن در صنایع غذایی، نساجی، دارویی، آرایشی، شیمیایی و بهویژه پلیمری، موجب شده است تا در سالهای اخیر مطالعات زیادی به منظور تولید این اسید آلی انجام گیرد. افزون براین، لاکتیک اسید میتواند از راه واکنشهای شیمیایی به مواد مفیدی، مانند پروپیلناکسید، پروپیلنگلیکول و استرالکتات تبدیل شود. ساخت پلیلاکتیک و آکریلیک اسیدهای زیست تخریبپذیر نیز بازار مهمی برای لاکتیک اسید خالص ایجاد کرده است. پلی لاکتیک اسید یک پلیاستر گرمانرم آلیفاتیک خطی است که میتواند به طور ٪ 100 از منابع تجدیدپذیر استخراج شود. پلی لاکتیک اسید شباهت زیادی به پلاستیک دارد. این فیلم گرمانرم، زیست تخریبپذیر و ترکیبی مشتق شده از منابع تجدیدشدنی گیاهی به مانند ذرت و چغندرقند است. پلی لاکتیک اسید به خانواده پلیاسترهای آلیفاتیک تعلق دارد که معمولاً از آلفاهیدروکسی اسیدها ساخته میشوند. این پلیمر، بهراحتی در دستگاههای پلاستیک استاندارد قالبگیری میشود. بقایای محصولات کشاورزی، مخازن پرارزشی برای تولید ماده آلی خاك هستند. متاسفانه در ایران کشاورزان این تبدیل شده و به هدر co بقایای با ارزش را میسوزانند که با سوزاندن بقایای گیاهی، قسمت عمده ماده آلی به 2 میرود. در کشورهای صنعتی بهدلیل قرارگرفتن ضایعات کشاورزی در چرخه تولید سایر محصولات، عملا ضایعات دورریختنی گستردهای وجود ندارد تا در تولید پلیلاکتیک اسید به کار گرفته شود. به همین دلیل، مواد اولیه مورد نیاز تولید پلیلاکتیک اسید در این کشورها به شکل صنعتی کشت میشود.

هدف اصلی

تولید (PLA) پلی لاکتیک اسید ماده اولیه پرینتر سه بعدی

اهداف فرعی

پیشینه مسئله و مفاهیم علمی مرتبط با مسئله

آنالیز عملکرد

پلی لاکتیک اسید را میتوان به هر یک از دو روش سنتز شیمیایی یا تخمیر تولید کرد. در روش تولید شیمیایی، ایزومرهای نوری لاکتیک اسید به نسبت برابر تولید میشوند. حال آنکه در روش تخمیر، بیشتر محصول تولید شده است. افزون بر آن، امکان کاهش هزینههای عملیاتی و تولید محصول با بهکارگیری مواد اولیه ارزان قیمت به عنوان سوبسترا وجود دارد. مطالعات انجام شده روی متون ارائه شده از کشورهای مختلف نشان داده است، سوبسترای به کار رفته در تولید لاکتیک اسید همواره از میان محصولات تولید نواحی گوناگونی انتخاب شده است که دارای ضایعات هستند. در فرایندهای تخمیر برای تولید لاکتیک اسید همچنین از سوبههای متعدد باکتریهای لاکتیک اسید و از انواع قارچها استفاده شده است که باکتریهای لاکتیک اسید در این میان به دلیل محصولدهی بیشتر مورد توجه قرار گرفتهاند. روش پلیمرشدن تراکمی برای تشکیل پلی لاکتیک اسید با وزن مولکولی کم کاربرد دارد. این نوع پلی لاکتیک اسید به خاطر حالت ترد و شکنندهای که دارد، کاربرد خاصی ندارد و کاربرد اصلی آن به عنوان مکمل در پلیمرشدن پلیمر با وزن مولکولی زیاد است. دلیل کم بودن وزن مولکولی پلیلاکتیک اسید تشکیل شده در این روش گرانروی زیاد محلول مذاب، وجود آب، ناخالصیها، کم بودن گروههای انتهایی )از لحاظ آماری( و ثابت تعادل نامناسب است که یک حلقه ششتایی از لاکتید تشکیل میدهد. لاکتید حاصل در اثر واکنش پلیمرشدن حلقهگشا به پلیلاکتیک اسید با وزن مولکولی زیاد تبدیل میشود.

تجزیه و تحلیل علل ریشه‌ای

حوزه تخصصی مسئله

سایر

حوزه کاربرد مسئله

سایر

راه حل های ممکن در ارائه پاسخ

مطالعه و تولید پلی لاکتیک اسید ماده اولیه پرینتر های سه بعدی

راه حل هایی که دارای جذابیت نمی باشند

ویژگی ها و خروجی هایی را که فناوری مورد درخواست می بایست داشته باشد

مطالعه اولیه برای تولیدلاکتیک اسید تولید اقتصادی پلی لاکتیک اسید

از بعد اقتصادی و مالی رفع مساله، تا چه میزان هزینه ای مقرون به صرفه تلقی خواهد شد و حاضرید برای آن هزینه کنید؟

باتوجه به اینکه تولید لاکتیک اسید در ایران هنوز انجام نگرفته و اکثرا از کشور چین وارد میشود هم از نظر اقتصادی بویژه صادرات و هم از نظر استراتژیک رفع نیازهای داخلی مقرون به صرفه میباشد.

نوع همکاری مطلوب شما با ارائه دهنده راهکار

سرمایه گذاری مشترک

دانلود فایل پیوست

در صورتی که راه حل دارید برای حل این چالش دیدگاه خودتون بنویسید تا با شما تماس بگیریم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نام فایل:

اندازه فایل: