Drukuj

Stanieje produkcja tworzyw biodegradowalnych Producing biodegradable plastic just got cheaper and greener

Stanieje produkcja tworzyw biodegradowalnych
Polilaktyd (PLA) znajduje rozmaite zastosowania w naszym codziennym życiu - to biodegradowalne tworzywo używa się między innymi do produkcji kubeczków czy folii do pakowania warzyw. Wciąż jednak - zwłaszcza w Polsce - nie jest ono traktowane jako poważna alternatywa dla tworzyw konwencjonalnych ze względu na koszty produkcji. Tymczasem naukowcy z KU Leuven (Holandia) zaprezentowali nowy, prostszy proces wytwarzania PLA, charakteryzujący się m.in. brakiem odpadów. Wyniki swoich badań opublikowali w czasopiśmie "Science".

PLA produkuje się z cukru pochodzącego np. z kukurydzy czy trzciny cukrowej. W procesie fermentacji cukier zostaje przetworzony w kwas mlekowy, substrat dla łańcuchów polilaktydu. Polimer w odpowiednich warunkach ulega po kilku latach biodegradacji. Jeśli zbiórka i sortowanie odpadów odbywa się prawidłowo, wyroby z PLA mogą być kompostowane przemysłowo lub poddawane recyklingowi. Ponadto PLA jest materiałem biokompatybilnym i może być stosowany produkcji wchłanialnych nici chirurgicznych, może być także używany w technologii druku 3D.

Problemem, który hamuje rozwój rynek wyrobów z PLA, są koszty produkcji materiału. Na cenę polimeru znacząco wpływa koszt etapów pośrednich.

- Na początek kwas mlekowy trafia do reaktora i jest w odpowiednich warunkach przetwarzany w półprodukt - mówi prof. Bert Sels. - To kosztowny proces, bowiem ten półprodukt jest następnie rozrywany i przetwarzany na elementy potrzebne do budowy PLA. Innymi słowy, najpierw trzeba wyprodukować gorsze tworzywo, z którego dopiero wytwarza się wysokiej jakości materiał. I nawet jeśli PLA uważany jest za zielone tworzywo, problemem są wspomniane procesy pośrednie, gdzie wykorzystuje się metale i wytwarza się odpady.

Dlatego też naukowcy z KU Leuven opracowali nową technologię produkcji PLA.

- Zastosowaliśmy do przetwarzania biomasy pomysł używany w przemyśle petrochemicznym - powiedział dr Michiel Dusselier. - Przyspieszyliśmy procesy zachodzące w reaktorze dzięki zastosowaniu katalizatora mineralnego o porowatej powierzchni - zeolitu. Poprzez wyselekcjonowanie odpowiedniego typu na podstawie porowatego kształtu mogliśmy przetworzyć kwas mlekowy bezpośrednio w molekuły tworzące PLA bez potrzeby wytwarzania półproduktu o bardziej skomplikowanej strukturze, która nie mieści się w porach zeolitu. Nasza nowa metoda posiada wiele zalet w porównaniu do tradycyjnej technologii - możemy produkować większą ilość PLA, nie wytwarzając przy tym odpadów i nie wykorzystując w procesie metali. Ponadto cały proces jest tańszy, możemy bowiem pominąć jeden z wcześniejszych kroków.

Profesor Sels jest przekonany, że nowa technologia szybko znajdzie zastosowanie przemysłowe.

- Technologia została opatentowana przez KU Leuven i sprzedana jednemu z przedsiębiorstw planujących rozwinąć produkcję na skalę przemysłową - mówi naukowiec. - Oczywiście PLA nigdy w pełni nie zastąpi tworzyw produkowanych na bazie surowców konwencjonalnych. Niektóre wyroby, jak np. rury wodociągowe, nie mogą przecież ulegać biodegradacji. Nie jest też naszą intencją promowanie wyrobów jednorazowych. Jednak dzięki naszemu wynalazkowi PLA będzie obecnie tańszy i bardziej ekologiczny. Opracowana przez nas metoda to świetny przykład współpracy branży chemicznej i biotechnologicznej.