Zakłady przemysłowe potrzebują ulegających biodegradalnych tworzyw sztucznych na opakowania i wykorzystywane w życiu codziennym przedmioty jednorazowego użytku. Surowce rolne, których ceny znacznie spadły na przestrzeni ostatnich dziesięciu lat, mogą posłużyć do opracowania podatnych na rozkład biologiczny mas plastycznych o określonych pod względem niezawodności parametrach technicznych po przystępnej cenie. We Francji istnieje w tym względzie szereg programów. Najbardziej zaawansowany jest projekt cukrowni Erstein w Alzacji.

Zakłady przemysłowe potrafią już wytwarzać ulegający biodegradacji plastik ze skrobi kukurydzianej, ale poza jego zastosowaniami w medycynie, technika ta jest słabo rozwinięta, ponieważ koszt wyprodukowania tych tworzyw jest bardzo wysoki. Cukrownie Erstein w Alzacji (we wschodniej części Francji), Instytut Badań na rzecz Rozwoju IRD (fr. Institut de Recherche pour le Développement) z Marsylii oraz Uniwersytet z Montpellier (w południowo-wschodniej Francji) opracowały technikę produkcji tworzyw z cukru buraczanego podatnych na rozkład biologiczny. Celem prac jest uzyskanie biodegradalnego polimeru, który byłby tańszy w produkcji. Centrum Wykorzystania Węglowodanów CVG (fr. Centre de Valorisation des Glucides) z Amiens na pólnocy Francji, a także instytucja badawcza ARD z Szampanii pracują nad podobnymi zagadnieniami.

Nowy popyt na biodegradalne tworzywa
Produkcja ulegającego biodegradacji plastiku obecnie znów stanowi przedmiot zainteresowania – stwierdza Philippe Bebraeckelaer, dyrektor odpowiedzialny za te zagadnienia w CVG. – Kilkanaście lat temu rozpoczęIiśmy w tej dziedzinie prace badawcze, ale bardzo szybko powstrzymał nas problem wysokiego kosztu wytworzenia. Obecnie ze względu na kwestie związane z ochroną środowiska i przeróbki odpadów, zakłady przemysłowe znowu przejawiają zapotrzebowanie na tego typu tworzywa ”. To właśnie skłoniło francuskie instytucje badawcze do ponownego zainteresowania się tą sprawą. “ Poszukiwaliśmy nowego rynku zbytu dla surowca, który produkujemy, a więc dla cukru buraczanego – wyjaśnia Francis Laurent, dyrektor techniczny cukrowni Erstein. -Rozpatrywaliśmy liczne możliwości i uznaliśmy, że biodegradalny plastik mógłby stanowić interesujący rynek. Cukrownia, która pięć lat temu rozpoczęła prace badawcze związane z nieżywnościowymi rynkami zbytu, nawiązała kontakt z Instytutem Badań na rzecz Rozwoju z Marsylii, który pracował nad fermentacją.

Przetwarzanie cukru w kwas mlekowy
Technika opracowana przez Yannicka Combet-Blanc z IRD polega w pierwszej fazie na przetworzeniu sacharozy buraczanej lub jej składników – glukozy i fruktozy – w kwasy mlekowe na drodze fermentacji bakteryjnej - wyjaśnia Bernard Ollivier, dyrektor zakładu badań nad mikrobiologią środowisk ekstremalnych w IRD w Marsylii. – Zespół, którym kieruje, wydzielił dwa szczepy bakteryjne posiadające interesujące właściwości. Pierwszy, chroniony patentem - Bacillus thermoamylovorans – posiada dużą zdolność wytwarzania kwasu mlekowego w warunkach ciepła (w temp. 55 °C), co jest szczególnie interesujące dla zakładów przemysłowych. Obecnie trwają formalności mające na celu objęcie ochroną patentową drugiego podobnego szczepu bakteryjnego.

Cząsteczki kwasów są następnie drogą chemiczną polimeryzowane w polikwasy mlekowe (tzn. powiązane między sobą długimi łańcuchami) w celu wytworzenia z nich tworzywa sztucznego, ulegającego biodegradacji w środowisku i przyswajalnego przez organizmy żywe ” - precyzuje Michel Vert, dyrektor d/s badań na Uniwersytecie w Montpellier, zajmujący się tą drugą fazą programu, dla której ochrona patentowa jest w trakcie załatwiania.

Celem tych działań - podkreśla Bernard Ollivier - jest możliwość wykorzystania cukru zawartego w nisko skoncentrowanym soku, będącym produktem ubocznym przemysłowej ekstrakcji cukru.

Metody mechaniczne
W Reims, w Szampanii, ARD (Agro-industrie Recherches et Développements), Ośrodek Badań nad Materiałami i Opakowaniami CERME oraz laboratorium Wyższej Szkoły Inżynierii Opakowań i Konfekcjonowania opatentowały ostatnio metodę otrzymywania nowego biodegradalnego materiału uzyskiwanego ze zbóż. “ Materiał ten jest połączeniem uplastycznionej skrobi zbożowej i ulegającego biodegradacji poliestru wywodzącego się z biotechnologii (fermentacja) lub z syntezy – wyjaśniają Nicolas Boquillon, odpowiedzialny za Agromateriały w ARD oraz Luc Avérous, naukowiec z CERME. Uplastyczniona skrobia, która ma właściwości termoplastyczne i może być formowana tradycyjnymi metodami (wytłaczanie, wtrysk ...) nie daje się jednak stosować samodzielnie ze względu na dużą wrażliwość na wodę. Opracowana technika każe łączyć skrobię z innym polimerem w postaci wielowarstwowego materiału z zastosowaniem technologii podwójnego wytłaczania. Umożliwia ona kombinację w jednym materiale właściwości każdego ze składników, a więc niskiego kosztu skrobi i lepszych parametrów technicznych niż w przypadku poliestrów ”. Materiał ten, testowany już przez zakład produkujący opakowania do owoców, stanowi obecnie przedmiot dalszych opracowań.

CVG pracuje również nad biodegradalnym plastikiem ze skrobi pszennej, który jako produkt powinien zaleźć się na rynku w ciągu roku 2003. Zastosowany proces przemysłowy nie wykorzystuje fermentacji, ale metodę mechaniczno-fizyczną stanowiącą przedmiot obejmowanego właśnie ochroną patentu, której CVG nie chce ujawnić. Tym razem właściwości fizyczne i mechaniczne tych nowych produktów są o wiele bardziej niezawodne – zauważa Philippe Bebraeckelaer.

Akceptowalny koszt wytworzenia
Prace nad biodegradalnymi tworzywami sztucznymi otwierają furtkę licznym potencjalnym zastosowaniom we wszelkich dziedzinach, w których dotąd, przez czas ograniczony, wykorzystuje się tworzywa sztuczne nie ulegające biodegradacji, tak jak to się dzieje w przypadku plastikowych sztućców, opakowań spożywczych, włókien tekstylnych... – mówi Michel Vert. – Polimery tego typu opuściły już nasze laboratoria i są wykorzystywane w chirurgii i w farmakologii. Na przykład firma Phusis mieszcząca się koło Grenoble, produkuje i wprowadza na rynek płytki i śruby ulegające biodegradacji, stosowane w chirurgii kostnej.

Produkty te są dość drogie, ale ceny, jakie można zaakceptować w medycynie, nie koniecznie są cenami akceptowalnymi dla produktów powszechnego użytku, takich jak opakowania artykułów żywnościowych lub torby w supermarketach.
Celem naszych badań jest zmniejszenie kosztów produkcji z jednej strony poprzez wytwarzanie maksimum kwasu mlekowego z minimum ekstraktów drożdży, a z drugiej strony poprzez optymalizację polimeryzacji kwasu mlekowego drogą chemiczną – wyjaśnia Bernard Ollivier. Staramy się opracować tańszą metodę poprzez wyeliminowanie niektórych operacji - dodaje Michel Vert.

Fakt, że wykorzystujemy skrobię, której cena nie jest wysoka, pozwoli nam otrzymywać produkty ulegające biodegradacji po całkiem akceptowalnej w przypadku opakowań spożywczych cenie “ – dodaje Nicolas Boquillon. Taka jest też opinia producentów zbóż, którzy wspierają niektóre z tych programów i uważają, że biodegradalny plastik mógłby docelowo stanowić znaczący rynek zbytu dla zbóż produkowanych we Francji.

Technika rozwijana przez cukrownie Erstein i ich partnerów jest bardziej ekonomiczna niż inne metody stosowane do tej pory i tylko w bardzo niewielkim stopniu zanieczyszcza środowisko, ponieważ powstającymi w jej wyniku odpadami końcowymi jest tylko woda i dwutlenek węgla.

Wzmocniony plastikiem papier do celów spożywczych
Ośrodek Wykorzystania Węglowodanów CVG pracuje również nad biodegradalnymi produktami mającymi zastąpić polimery fluorowe wytwarzane z surowców pochodzenia kopalnego i przeznaczonymi do ochrony i wzmacniania papieru stosowanego do celów spożywczych. Te nowe produkty opracowywane są w oparciu o żywice roślinne i białka roślinne lub zwierzęce - wyjaśnia Philippe Bebraeckelaer, związany z pracami dyrektor laboratorium. - Programy te, stanowiące przedmiot międzynarodowych patentów, powinny wkrótce doprowadzić do otrzymania produktów nadających się do wprowadzenia do sprzedaży.
Źródło: ''

Komentarze

  • folie biodegradowalne

    Folie biodegradowalne nie są niczym nowym na rynku. Jestem dystrubutorem takich folii na bazie alkoholu poliwinylowego, który po rozpuszczeniu w wodzie ulega samoistnemu rozkładowi na dwutlenek węgla i wodę. Materiał może być również dostarczany w postaci granulatu do wtrysku. Więcej informacji: www.conspet.arg.pl