Czy da się wyprodukować plastik z odpadów mlecznych? A z nasion awokado lub ze skorupek krewetek? I czy można nim zastąpić konwencjonalne tworzywa sztuczne w opakowaniach? Najnowsze projekty badawcze prowadzone w różnych krajach świata dają nadzieję, że jest to możliwe.
Kazeina na ratunek środowisku
Firma startupowa Lactips z okolic francuskiego Lyonu jest już gotowa na rozpoczęcie komercyjnej produkcji specjalnego biotworzywa z odpadów mlecznych. Przedsiębiorstwo założone w 2014 r. od początku skoncentrowało się na pracy nad jego formułą, jednak idea otrzymywania plastiku z kazeiny – głównego białka wchodzącego w skład mleka – sięga głębiej w przeszłość. Pierwsze badania nad procesem pozyskiwania mlecznego biotworzywa przeprowadzili naukowcy z uniwersytetu w Saint-Etienne, następnie udoskonalali go przez 7 kolejnych lat, by ostatecznie uruchomić firmę, która zajęła się jego komercjalizacją.
Wielce prawdopodobne, że już niedługo na rynek trafi pierwszy produkt zapakowany w „mleczny” biopolimer: owijka na tabletki do zmywarek.
Wybór jego premierowego zastosowania podkreśla obiecującą charakterystykę biotworzyw z mleka. Lactips wykonuje z nich termoplastyczny granulat, który może być w prosty sposób formowany w folię z pomocą urządzeń powszechnie używanych w obróbce konwencjonalnych tworzyw. Owijka całkowicie rozpuszcza się w wodzie podczas mycia naczyń, a składniki wykorzystane do jej produkcji są nietoksyczne i w żaden sposób nie wpływają negatywnie na środowisko. Rozpuszczalność w wodzie jest istotną zaletą w porównaniu z innymi, bardziej konwencjonalnymi tworzywami nadającymi się do biodegradacji, które często wymagają odpowiednich warunków kompostowania lub potrzebują kilku lat do pełnego rozpadu.
Oczywiste jest, że tworzywa rozpuszczalne w wodzie nie nadają się do produkcji każdego typu opakowań (trudno wyobrazić sobie wykonaną z nich butelkę na napoje), jednak ich producenci poszukują odpowiednich nisz. Jeśli chodzi o Lactips, to firma rozpatruje wykorzystanie swego tworzywa do pakowania silnych lub toksycznych chemikaliów, w tym pestycydów, bowiem jego naturalna zdolność rozpadu eliminuje problem utylizacji zanieczyszczonych opakowań. Lactips podkreśla, że jest w stanie produkować tworzywa nadające się do kontaktu z żywnością, a nawet jadalne, co czyni je potencjalnie atrakcyjnymi dla producentów nowatorskich opakowań na żywność albo leki. Inne potencjalne zastosowania to opakowania na środki do prania, do uzdatniania wody oraz materiały agrochemiczne.
Jak donosi czasopismo „Plastic News”, Lactips ma dalekosiężne plany związane ze swym biotworzywem. Dyrektor generalna firmy Marie-Helene Gramatikoff liczy, że nie później niż w 3. kwartale 2017 r. na rynek trafią wspomniane tabletki do mycia naczyń w owijkach z biotworzywa, a do końca 2018 r. powstanie we Francji zakład produkujący bioplastik na komercyjną skalę.
Torebki z awokado
Poszukiwania przyjaznych dla środowiska materiałów opakowaniowych pochodzenia biologicznego nie ograniczają się do Europy. Meksykańska firma Biofase opracowała metodę produkcji biotworzywa z ziaren awokado. W trakcie procesu nasiona awokado są poddawane chemicznej modyfikacji z pomocą substancji zmiękczających; w ten sposób stają się termoplastyczne i w zależności od końcowego zastosowania mogą być mieszane z różnymi substancjami, co prowadzi do powstania żywic termoplastycznych. Żywice mają blisko 4-letnią trwałość (tyle czasu upływa do pojawienia się pierwszych oznak naturalnego rozpadu), a rozkładają się w czasie krótszym niż 12 miesięcy.
W rozwoju projektu uczestniczą specjaliści z Instytutu Technologicznego w Monterrey oraz z innych instytutów badawczych. Materiał może być wykorzystany do produkcji szerokiej gamy produktów, od cienkich torebek po sztywne elementy takie jak pojemniki lub przybory kuchenne. Odkrycie, unikalne w skali świata, jest chronione patentem w Meksyku, a obecnie firma czeka również na przyznanie międzynarodowych patentów.
Meksyk jest największym światowym producentem awokado (ponad 1 mln ton rocznie), z czego blisko 31 tys. ton trafia na wysypiska śmieci. Choć cena biotworzyw jest blisko dwukrotnie wyższa w porównaniu z konwencjonalnymi tworzywami otrzymywanymi z ropy naftowej, technologia opracowana przez Biofase może redukować ostateczny koszt nawet o 1/4, uważa założyciel Biofase Scott Mungguia. Osiągamy to, do czego od zawsze dążyliśmy w zakresie technologii: produkujemy żywicę, która może całkowicie zastąpić polipropylen, polistyren i polietylen, w oczekiwanej jakości i dostępnej cenie; to bardzo istotne, ponieważ w przemyśle kwestia kosztów biotworzyw jest nadal istotną barierą – wyjaśnia młody przedsiębiorca.
Krewetek życie po życiu
Innego przykładu udanego zastosowania biopolimerów dostarczają naukowcy z Egiptu, którzy pracują nad stworzeniem biopolimerów z suszonych skorupek krewetek. W ciągu zaledwie pół roku od chwili rozpoczęcia dwuletniego projektu mogą pochwalić się pierwszymi sukcesami. Naukowcy z Nile University oczyścili i poddali chemicznej obróbce skorupki krewetek, następnie zmielili je i rozpuścili w roztworze, który wysycha do postaci cienkiej folii. Badacze wykorzystali chitozan, substancję organiczną będącą pochodną chityny znajdowanej w muszlach skorupiaków, do stworzenia czystego tworzywa. Skorupki pozyskują za grosze od lokalnych supermarketów, restauracji oraz bezpośrednio od rybaków.
Naukowcy wierzą, że opracowany przez nich proces może być zastosowany na skalę przemysłową. Jeden z nich, Hani Chbib, podkreślił w rozmowie z agencją Reuters, że Egipt importuje ok. 3,5 tys. ton krewetek, po których pozostaje ok. 1 tys. ton odpadów w formie skorup. Projekt może być więc korzystny z dwóch względów: ograniczyć problem z odpadami, a jednocześnie zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska odpadami z tworzyw sztucznych. Egipscy badacze współpracują z zespołem z Uniwersytetu w Nottingham; nadzorująca projekt profesor Irene Samy z brytyjskiego uniwersytetu uczyniła proces przetwarzania muszli w tworzywa tematem swojej pracy doktorskiej. Badacze uważają, że nowe biotworzywo może posłużyć do przemysłowej produkcji opakowań oraz toreb plastikowych, o ile uda się poprawić niektóre jego własności takie jak wytrzymałość i stabilność termiczna.
Na podstawie doniesień prasowych opracował TK
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
