science >> Wetenschap >  >> Chemie

De derde generatie bioplastics ontdekken

Krediet:Youris.com

De voortdurende revolutie in verpakkingen is het gebruik van 100% biologische materialen verkregen uit de restanten van de landbouwproductie. Een expert van de Italiaanse Nationale Onderzoeksraad (CNR) zegt dat deze bioplastics in het begin van de jaren 2020 net zo competitief kunnen worden als traditionele, zelfs als niet geschikt voor alle toepassingen

Wat als we het afval van 's werelds gewassen zouden kunnen omzetten in een biomateriaal dat geschikt is voor verpakking? Dit is geen sciencefiction. Met het afval van de tomatenteelt kunnen tegenwoordig kunststoffen worden gemaakt, bijvoorbeeld. Of met de ongebruikte organische elementen van koffie, spinazie of bloemkoolplanten. Op deze manier, oliederivaten en andere eerste generatie organische polymeren kunnen worden vervangen door hernieuwbare en duurzame 100% biologische grondstoffen.

Deze biomaterialen worden bestudeerd door het Italiaanse Instituut voor Technologie (IIT), gevestigd in Genua, Italië. "Het belangrijkste voordeel is hun biologische afbreekbaarheid, naast de mogelijkheid om het proces van een circulaire economie te stimuleren, " legt Giovanni Perotto uit, onderzoeker bij het Smart Materials lab van IIT. "Een mogelijk resultaat zou een boodschappentas kunnen zijn die lijkt op traditionele polyethyleentassen, maar die biologisch en duurzaam is. Als we erover nadenken, het heeft tegenwoordig geen zin om plastic te gebruiken dat millennia meegaat voor een product dat we maar vijf minuten gebruiken".

De innovatie omvat niet het produceren van een volledig organisch polymeer, maar eerder om materialen te gebruiken die anders verloren zouden gaan. "Dit is de derde generatie bioplastics, " zegt Mario Malinconico, onderzoeksdirecteur van de Italiaanse Nationale Onderzoeksraad (CNR) en wetenschappelijk coördinator van de vereniging Assobioplastiche. "We hebben het over een soort productie die nog geen industriële realiteit is geworden, maar waarvoor we al veel prototypes hebben. Overal waar een agrovoedingsketen is met veel procesafval, de productie van polymeren zou mogelijk kunnen worden ingevoerd."

Maar hoe kunnen deze materialen concurrerend worden? "Om dit te analyseren, het is noodzakelijk om de hele levenscyclus te evalueren, van grondstofstromen tot beheerskosten, rekening houdend met de extra recycling- en decontaminatieproblemen die gepaard gaan met traditionele kunststoffen, ’ vervolgt Malinconico.

Hoewel bioplastic nog steeds 50% meer kost om te produceren, twee belangrijke factoren zullen de kloof met traditioneel plastic verkleinen:ten eerste, schaalvoordelen zodra grote fabrieken voor organische polymere verpakkingen en de bijbehorende logistieke ketens zijn opgezet; en ten tweede, De regelgeving voor niet-afbreekbare kunststoffen zal steeds strenger worden in een tijd waarin de kosten van oliewinning jaar na jaar stijgen.

Volgens Malinconico, "het kostenverschil wordt uiteindelijk teniet gedaan, en biologisch afbreekbare polymeren zouden het traditionele plastic binnen een paar jaar kunnen inhalen, waarschijnlijk in de vroege jaren 2020".

Maar welke eigenschappen hebben deze 100% bioplastic prototypes? Oplettend observeren, men merkt eerst hun delicate geur op, dat is het parfum van de plant waaruit het materiaal is verkregen.

"Het proces dat we bij IIT hebben geïmplementeerd, is volledig op water gebaseerd, " legt Perotto uit, "En het duurt maximaal een halve dag. Na het optimaliseren van het proces, het kost slechts een paar uur van afval organisch materiaal om het bioplastic te verkrijgen." Een van de toegevoegde waarden van dit proces is de duurzaamheid van de productie, wat niet altijd vanzelfsprekend is als het om organische materialen gaat.

De duurzaamheid van deze kunststoffen kan worden verlengd tot enkele maanden of zelfs jaren als ze in een lade worden gelegd. Echter, ze degraderen in een paar weken in de bodem of in de zee.

De eerste en meest eenvoudige toepassing blijft de non-foodverpakking, omdat er nog wat meer onderzoek moet worden gedaan om de voedselveiligheid te verifiëren.

Momenteel, regelgeving is minder streng als er geen voedsel in het spel is. Bovendien, deze bioplastics zijn eetbaar en kunnen gekookt worden, maar ze kunnen niet worden gebruikt bij hoge temperaturen, bijvoorbeeld als bakpapier of voor warme dranken.

In deze context, op de wereldwijde voedselinnovatietop Seeds &Chips 2017, gehouden in Milaan, het Italiaanse bedrijf Metalvuoto (SAES-groep) presenteerde een actieve verpakking die de houdbaarheid kan verlengen en het gebruik van conserveermiddelen kan vermijden.

Een laag op waterbasis, toegepast op de plastic oppervlakken van vers voedselverpakkingen, is in staat om gassen en stoffen op te nemen die voedsel snel kunnen bederven. "Nieuwe verpakkingen moeten vooral veilig en milieuvriendelijk zijn, " beweert directeur Stefano Tominetti, "Maar het moet ook hoge prestaties leveren en lichtgewicht zijn om de logistieke kosten te verlagen. Het is dus mogelijk om aanzienlijke voordelen door te geven aan de consument, distributeurs en zelfs voor het milieu".

Met de hoge eisen die de voedselverpakkingsindustrie stelt, het meest waarschijnlijke scenario is het naast elkaar bestaan ​​van verschillende soorten kunststoffen in de komende jaren. Vooral, traditionele kunststoffen zullen nog steeds meer geschikt zijn in die gevallen waarin composteerbaarheid geen fundamenteel kenmerk is, zoals verpakkingen voor hergebruik of recycling, en in omgevingen met hoge temperaturen.