Onderzoekers van de KU Leuven hebben een nieuw procedé ontwikkeld om bio-afbreekbaar plastic te maken van melkzuur. De methode biedt nieuwe mogelijkheden om eenvoudiger en dus ook goedkoper bioplastic te produceren.
biocompatibel is ook geschikt voor medisch gebruik in bijvoorbeeld chirurgische hechtdraad en schroeven
Drinkbekers, verpakkingsmateriaal, theezakjes, plantpotjes die mee de grond ingaan … De voorbije jaren heeft bioplastic, ook wel PLA (polylactic acid) genoemd, zijn weg gevonden naar verschillende toepassingen. PLA-producten hebben allerlei voordelen. Ze worden gemaakt van een biologische grondstof, suiker, en zijn composteerbaar. Daarnaast is het biocompatibel en dus geschikt voor medisch gebruik in bijvoorbeeld chirurgische hechtdraad en schroeven. Het materiaal hoeft niet verwijderd te worden want het breekt veilig af in het lichaam.
Bioplastic goedkoper maken
De keerzijde van de medaille is de hoge productiekost waardoor PLA geen volwaardig alternatief is voor plastics uit aardolie. De uitdaging is dus om het proces te vereenvoudigen en PLA zo goedkoper en aantrekkelijker te maken. De onderzoekers van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse hebben een veelbelovende stap voorwaarts gezet in die opdracht.
“Een struikelblok bij de productie van PLA is de belangrijke bouwsteen lactide, die bestaat uit twee melkzuurmoleculen”, zegt professor Bert Sels. “Om van melkzuur lactide te maken, zijn in de industrie verschillende stappen nodig en het gebruik van zware metalen zoals tin. Deze omzetting maakt ongeveer 30 procent uit van de totale productiekost van PLA.”
Voordelig productieproces
De onderzoekers hebben nu een methode ontwikkeld die eenvoudiger is. “Door melkzuur te combineren met alcohol krijgen we een vluchtige vloeistof. Die verdampt aan een lager kookpunt dan melkzuur op zich en zo besparen we energie. De dampen die vrijkomen, sturen we door een buis. Daar ontstaat met behulp van een katalysator een chemische reactie: melkzuur en alcohol worden weer van elkaar gescheiden, twee melkzuurmoleculen binden zich aan elkaar en vormen samen één lactidemolecule.”
Michiel Dusselier: Het proces levert een zuiver eindproduct op en dat is nodig om bioplastic van hoge kwaliteit te kunnen maken.
De nieuwe methode biedt verschillende voordelen, aldus professor Michiel Dusselier (Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen). “Het eindproduct is een zuiver lactide en dat is nodig om PLA van hoge kwaliteit te kunnen maken. We gebruiken geen toxische oplosmiddelen en de bijproducten aan het einde van het proces zijn volledig recycleerbaar. Financieel is het ook interessant omdat de omzetting in één stap gebeurt. Een bijkomend voordeel is dat onze methode eenvoudig kan ingepast worden in de bestaande productieprocessen van PLA.”
Michiel Dusselier
Europese samenwerking
De onderzoekers van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse gaan het procedé, waarvoor een patent is aangevraagd, verder uitwerken in samenwerking met Europese partners. Het project ‘AgriChemWhey’ heeft als doel om afvalstromen uit de zuivelindustrie om te zetten naar kwaliteitsvolle biogebaseerde chemicaliën.
“In wei, een bijproduct in de productie van kaas, zitten veel opgeloste suikers”, vertelt professor Dusselier. “Onze partners kunnen daar melkzuur uit maken. Dat melkzuur gebruiken wij vervolgens om PLA te produceren. De uitdaging is om het proces, in het laboratorium weliswaar, op grotere schaal toe te passen zodat we genoeg lactide hebben om zelf ook bioplastic te kunnen produceren en analyseren. Daarom maken we op dit moment werk van de bouw van een grotere installatie.”
