Biologisch afbreekbare 'plastic' zakjes gemaakt van bananenplanten klinkt een beetje...bananen, maar een paar UNSW-onderzoekers hebben een manier gevonden om het te doen, en het zou twee industriële afvalproblemen in één kunnen oplossen.

Twee onderzoekers van UNSW Sydney hebben een nieuwe manier ontdekt om afval van bananenplantages om te zetten in verpakkingsmateriaal dat niet alleen biologisch afbreekbaar is, maar ook recyclebaar.

Universitair hoofddocent Jayashree Arcot en professor Martina Stenzel waren op zoek naar manieren om landbouwafval om te zetten in iets dat waarde zou kunnen toevoegen aan de industrie waar het vandaan kwam, terwijl het mogelijk problemen voor een ander kon oplossen.

Een goede kanshebber was de bananenteelt, die, volgens A/Prof Arcot, produceert grote hoeveelheden organisch afval, waarbij slechts 12% van de plant wordt gebruikt (de vrucht), terwijl de rest na de oogst wordt weggegooid.

"Wat de bananenteelt bijzonder verspillend maakt in vergelijking met andere fruitgewassen, is het feit dat de plant na elke oogst sterft, " zei A/Prof Arcot, UNSW School of Chemical Engineering.

"We waren vooral geïnteresseerd in de pseudostammen - eigenlijk de gelaagde, vlezige stam van de plant die na elke oogst wordt gekapt en meestal op het veld wordt weggegooid. Een deel ervan wordt gebruikt voor textiel, sommige als compost, maar anders dan dat, het is een enorme verspilling."

A/Prof Arcot en Prof Stenzel (UNSW School of Chemistry) vroegen zich af of de pseudostammen waardevolle bronnen van cellulose zouden zijn - een belangrijk structureel bestanddeel van plantencelwanden - dat zou kunnen worden gebruikt in verpakkingen, papier producten, textiel en zelfs medische toepassingen zoals wondgenezing en medicijnafgifte.

Door gebruik te maken van een betrouwbare aanvoer van pseudostammateriaal van bananenplanten die worden geteeld in de Royal Botanic Garden Sydney, het duo ging aan de slag met het extraheren van cellulose om de geschiktheid ervan als verpakkingsalternatief te testen.

"De pseudostem is voor 90 procent water, dus het vaste materiaal vermindert uiteindelijk tot ongeveer 10%, "A/Prof Arcot zei. "We brengen de pseudostem naar het lab en hakken het in stukjes, droog het bij zeer lage temperaturen in een droogoven, en maal het dan tot een zeer fijn poeder."

Prof Stenzel vervolgde:

"Vervolgens nemen we dit poeder en wassen het met een zeer zachte chemische behandeling. Dit isoleert wat we nano-cellulose noemen, een materiaal van hoge waarde met een hele reeks toepassingen. Een van die toepassingen die ons enorm interesseerde, was verpakking, met name voedselverpakkingen voor eenmalig gebruik waar zoveel op de vuilnisbelt belandt."

Wanneer verwerkt, het materiaal heeft een consistentie die lijkt op bakpapier.

A/Prof Arcot zei, afhankelijk van de beoogde dikte, het materiaal zou in een aantal verschillende formaten in voedselverpakkingen kunnen worden gebruikt. "Er zijn op dit moment enkele opties, we zouden een boodschappentas kunnen maken, bijvoorbeeld, " ze zei.

"Of afhankelijk van hoe we het materiaal gieten en hoe dik we het maken, we kunnen de trays maken die je ziet voor vlees en fruit. Behalve natuurlijk, in plaats van schuim te zijn, het is een materiaal dat volledig niet giftig is, biologisch afbreekbaar en recyclebaar."

A/Prof Arcot zei dat zij en Prof Stenzel in tests hebben bevestigd dat het materiaal organisch afbreekt nadat ze zes maanden lang 'films' van het cellulosemateriaal in de grond hebben gelegd. De resultaten toonden aan dat de vellen cellulose goed op weg waren om in de grondmonsters te desintegreren.

"Het materiaal is ook recyclebaar. Een van onze promovendi heeft bewezen dat we dit drie keer kunnen recyclen zonder dat de eigenschappen veranderen, ' zei professor Arcot.

Testen met voedsel hebben aangetoond dat het geen besmettingsrisico's met zich meebrengt.

"We hebben het materiaal getest met voedselmonsters om te zien of er enige uitloging in de cellen was, "Zei professor Stenzel. "Daar hebben we niets van gezien. Ik heb het ook getest op zoogdiercellen, kankercellen, T-cellen en het is allemaal niet giftig voor hen. Dus als de T-cellen gelukkig zijn - omdat ze meestal gevoelig zijn voor alles wat giftig is - dan is het erg goedaardig."

Andere toepassingen van landbouwafval waar het duo naar heeft gekeken, zijn in de katoenindustrie en de rijstteelt - ze hebben cellulose gewonnen uit zowel afvalkatoen dat is verzameld uit katoengins en rijstveldschillen.

"In theorie kun je uit elke plant nanocellulose halen, het is alleen dat sommige planten beter zijn dan andere omdat ze een hoger cellulosegehalte hebben, " zei prof Stenzel.

"Wat bananen naast de kwaliteit van het cellulosegehalte zo aantrekkelijk maakt, is het feit dat het een eenjarige plant is, "A/Prof Arcot toegevoegd.

De onderzoekers zeggen dat voor de bananenpseudostem een ​​realistisch alternatief is voor plastic zakken en voedselverpakkingen, het zou logisch zijn als de bananenindustrie zou beginnen met de verwerking van de pseudostengels tot poeder, dat ze vervolgens aan verpakkingsleveranciers zouden kunnen verkopen.

"Als de bananenindustrie aan boord kan komen, en ze zeggen tegen hun boeren of telers dat het veel waarde heeft om die pseudostammen te gebruiken om er een poeder van te maken dat je dan zou kunnen verkopen, dat is zowel voor hen als voor ons een veel betere optie, " zei prof Arcot.

En aan de andere kant van de toeleveringsketen, als verpakkingsfabrikanten hun machines zouden updaten om de nano-cellulosefilm in zakken en andere voedselverpakkingsmaterialen te kunnen fabriceren, dan maken bananenpseudostammen een reële kans om voedselverpakkingen veel duurzamer te maken.

"Wat we in dit stadium echt willen, is een industriepartner die kan onderzoeken hoe dit kan worden opgeschaald en hoe goedkoop we het kunnen maken, " zei prof Stenzel.

A/Prof Arcot was het daarmee eens. "Ik denk dat de verpakkingsbedrijven meer bereid zouden zijn om met dit materiaal aan de slag te gaan, als ze wisten dat het materiaal direct beschikbaar was."