Bioplastics - biologisch afbreekbare kunststoffen gemaakt van biologische stoffen in plaats van aardolie - kunnen op een meer economische en milieuvriendelijke manier worden gemaakt uit de bijproducten van maïsstoppels, grassen en mesquite landbouwproductie, volgens een nieuwe studie door een wetenschapper uit Texas A&M AgriLife Research.

Deze nieuwe benadering omvat een "plug-in" preconditioneringsproces, een eenvoudige aanpassing voor biobrandstofraffinaderijen, zei Joshua Yuan, AgriLife Onderzoekswetenschapper, professor en voorzitter van Synthetische Biologie en Hernieuwbare Producten aan het Texas A&M University College of Agriculture and Life Sciences Department of Plant Pathology. Deze "plug-in"-technologieën zorgen voor optimalisatie van duurzame, kosteneffectieve lignine - het belangrijkste bestanddeel van bioplastic dat wordt gebruikt in voedselverpakkingen en andere alledaagse voorwerpen.

Het project van $ 2,4 miljoen wordt gefinancierd door het Energy Efficiency and Renewable Energy Bioenergy Technologies Office van het Amerikaanse ministerie van Energie. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Yuan en onderzoekers dienen verzoeken in de volgende fase in voor aanvullende projectfinanciering.

Efficiënte winning en gebruik van lignine is een grote uitdaging voor biobrandstofraffinaderijen, zei Yuan.

"Ons proces omvat vijf conventionele voorbehandelingstechnologieën en past deze aan om samen tegen lagere kosten biobrandstof en kunststoffen te produceren."

Het onderzoek van Yuan bouwt voort op eerder onderzoek naar verbeterde extractiemethoden voor lignine.

De nieuwe methode, genaamd "plug-in preconditioneringsprocessen van lignine, " of PIPOL, kan direct worden toegevoegd aan huidige bioraffinaderijen en is niet onbetaalbaar, zei Yuan. PIPOL is ontworpen om oplossende, conditionering en fermentatie van lignine, het omzetten in energie en het gemakkelijk aanpasbaar maken aan bioraffinageontwerpen.

Yuan zei dat de sectoren bio-economie en bioproductie een federale prioriteit zijn, aangezien het Witte Huis Office of Science and Technology Policy wijst op de infrastructuur van de bio-economie, innovatie, producten, technologie en data om de Amerikaanse economische groei te versterken.

De bio-economie ondersteunt ongeveer 285, 000 banen en genereert $ 48 miljard aan jaarlijkse inkomsten.

"Innovatie is de sleutel tot groei en een wijdverbreid gebruik van biologisch afbreekbare kunststoffen. De commercialisering van lignocellulose-bioraffinage wordt belemmerd door producten met een beperkte toegevoegde waarde uit biomassa, gebrek aan ligninegebruik voor fungibele producten en algehele laagwaardige output met ethanol als primaire producten, " zei hij. "Deze recente ontdekking zal aanzienlijke vooruitgang boeken om sommige van deze uitdagingen het hoofd te bieden."

Yuan prees het onderzoek ook om zijn milieuvriendelijke aspecten.

"We produceren elk jaar meer dan 300 miljoen ton plastic, " zei hij. "Het is van cruciaal belang om die te vervangen door biologisch afbreekbare kunststoffen. Dit werk biedt een pad om bioplastics te produceren uit gewoon landbouwafval zoals [dat van de productie van] maïs en andere grassen en hout. We denken dat dit onderzoek zeer industrieel relevant is en alleen maar kan helpen de bioraffinage- en polymeerindustrieën in staat te stellen grotere efficiëntie en economische kansen te bereiken."

AgriLife Research en het College of Agriculture and Life Sciences delen een verbintenis om door middel van wetenschap oplossingen te zoeken om milieu-uitdagingen op te lossen. Uit hun onderzoek is al gebleken dat duurzame producten zoals mesquite en sorghum met een hoog tonnage kunnen worden gebruikt als grondstof voor de productie van biobrandstoffen.

Agrarische bijproducten zoals maïsstoppels en andere grassen zijn alternatieve grondstoffen voor biobrandstoffabrieken, zei Yuan. Deze creëren potentiële nieuwe inkomstenstromen voor zowel boeren als de transportsector die geoogste grondstoffen en bijproductgewassen naar raffinaderijactiviteiten transporteert.

"We hebben aangetoond dat bioplastics uit lignocellulose-bioraffinaderijen economisch voordeliger kunnen zijn, die nieuwe wegen opent om landbouwafval te gebruiken voor de productie van biologisch afbreekbare kunststoffen, " zei Yuan. "De ontdekking zal de wereldwijde klimaatveranderingen verminderen door fossiele brandstoffen en niet-afbreekbare kunststoffen te vervangen door hernieuwbare en biologisch afbreekbare kunststoffen."