Het biologische afbraakproces in biologisch afbreekbare films en zakken omvat de afbraak van deze materialen in eenvoudiger verbindingen door micro-organismen, waardoor ze uiteindelijk in het milieu terechtkomen. Dit proces wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder het type biologisch afbreekbaar materiaal, omgevingsomstandigheden en de aanwezigheid van micro-organismen. Hier is een overzicht van hoe het biologische afbraakproces werkt:
Materiaalsamenstelling:
Biologisch afbreekbare films en zakken zijn doorgaans gemaakt van organische materialen die kunnen worden afgebroken door micro-organismen. Gebruikelijke materialen zijn onder meer polymelkzuur (PLA), op zetmeel gebaseerde polymeren, polyhydroxyalkanoaten (PHA) en andere plantaardige of biopolymeermaterialen.
Microbiële actie:
Micro-organismen, zoals bacteriën, schimmels en enzymen, spelen een cruciale rol in het biologische afbraakproces. Deze micro-organismen gebruiken het biologisch afbreekbare materiaal als bron van koolstof en energie en breken het af in kleinere componenten.
Hydrolyse:
In de beginfase van de biologische afbraak vindt hydrolyse plaats. Enzymen geproduceerd door micro-organismen verbreken de chemische bindingen in de polymeerketens van het biologisch afbreekbare materiaal. Bij dit proces worden watermoleculen toegevoegd, waardoor de polymeerketens in kleinere fragmenten worden gesplitst.
Afbraak van biologisch afbreekbare polymeren:
De microbiële activiteit gaat door met het afbreken van de polymeerketens in oligomeren, monomeren en uiteindelijk in kleinere, in water oplosbare verbindingen. Deze kleinere fragmenten worden gemakkelijker geassimileerd door micro-organismen.
Metabolisme en assimilatie:
Micro-organismen metaboliseren de kleinere fragmenten en gebruiken ze als een bron van koolstof en energie voor hun groei en voortplanting. Dit metabolische proces resulteert in de omzetting van het biologisch afbreekbare materiaal in microbiële biomassa, kooldioxide (CO2), water en andere bijproducten.
Mineralisatie:
Mineralisatie is de laatste fase van biologische afbraak, waarbij de resterende microbiële biomassa verder wordt afgebroken tot anorganische stoffen. De eindproducten omvatten doorgaans water, kooldioxide en biomassaresiduen.
Milieu omstandigheden:
Omgevingsomstandigheden spelen een belangrijke rol in de snelheid van biologische afbraak. Factoren zoals temperatuur, vochtigheid, beschikbaarheid van zuurstof en microbiële activiteit beïnvloeden hoe snel het biologisch afbreekbare materiaal afbreekt. Ideale omstandigheden voor biologische afbraak kunnen variëren afhankelijk van het specifieke type materiaal.
Composteren:
Sommige biologisch afbreekbare films en zakken zijn ontworpen voor industriële compostering, waarbij gecontroleerde omstandigheden het biologische afbraakproces bevorderen. In een composteerinstallatie dragen hogere temperaturen, microbiële diversiteit en beluchting bij aan de efficiënte afbraak van het materiaal binnen een bepaald tijdsbestek.
Tijdschema voor biologische afbraak:
De tijd die nodig is voor volledige biologische afbraak varieert sterk, afhankelijk van het type biologisch afbreekbaar materiaal, omgevingsomstandigheden en de aanwezigheid van specifieke micro-organismen. Sommige materialen kunnen binnen enkele weken of maanden biologisch worden afgebroken, terwijl bij andere materialen het langer kan duren.
Residuen en bijproducten:
In sommige gevallen kunnen er na biologische afbraak resten of bijproducten achterblijven. Deze residuen zijn vaak onschadelijk en kunnen uiteindelijk verdere natuurlijke processen in het milieu ondergaan.
Het is belangrijk op te merken dat niet alle materialen die als 'biologisch afbreekbaar' zijn gelabeld, zich in verschillende omgevingen op dezelfde manier gedragen. De effectiviteit van het biologische afbraakproces hangt af van factoren zoals de samenstelling van het materiaal, de beschikbaarheid van geschikte micro-organismen en de omgevingsomstandigheden waarin het wordt geplaatst. Bovendien kunnen goede verwijderingspraktijken, zoals het indien van toepassing sturen van biologisch afbreekbare materialen naar composteerinstallaties, de efficiëntie van het biologische afbraakproces vergroten.