Productie van bioplastic eenvoudiger met nieuw chemisch proces

Polymelkzuur ofwel PLA (Polylactic Acid) is geschikt voor onder andere de verpakking van verse groenten en fruit. Voordelen van het materiaal zijn dat het biobased is en composteerbaar. Daarnaast is het biocompatibel en dus geschikt voor medisch gebruik.

PLA als alternatief voor traditioneel plastic

Ondanks de vele mogelijke toepassingen is PLA nog geen volwaardig alternatief voor de traditionele plastics uit aardolie. Dat komt door de hoge productiekosten van het materiaal. Het onderzoek van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse van de KU Leuven brengt mogelijk de productiekosten omlaag.

“Een struikelblok bij de productie van PLA is de belangrijkste bouwsteen lactide, die bestaat uit twee melkzuurmoleculen”, legt professor Bert Sels van de KU Leven uit. “Om van het melkzuur lactide te maken, zijn in de industrie verschillende stappen nodig en het gebruik van zware metalen zoals tin.” Sels stelt dat het omzetten goed is voor 30 procent van de totale productiekosten van PLA.

Lees ook: 'Biobased beter dan bio-afbreekbare plastics voor circulaire economie'

Nieuwe methode voor PLA-productie

Met de nieuwe methode wordt het melkzuur gecombineerd met alcohol, waardoor een vluchtige vloeistof ontstaat. “Die verdampt op een lager kookpunt dan melkzuur en zo besparen we energie. De dampen die vrijkomen sturen we door een buis. Daar onstaat met behulp van katalysator een chemische reactie: melkzuur en alcohol worden weer van elkaar gescheiden, twee melkzuurmoleculen binden zich aan elkaar en vormen samen één lactidemolecule”, vat Sels samen.

Aan het einde van het proces is er zuiver eindproduct, waarmee bioplastic van hoge kwaliteit gemaakt kan worden. Professor Michiel Dusselier van KU Leuven noemt verschillende voordelen van de methode: “We gebruiken geen toxische oplosmiddelen en de bijproducten aan het einde van het proces zijn volledig recyclebaar. Financieel is het ook interessant omdat de omzetting in één stap gebeurt.” De methode kan volgens Dusselier eenvoudig worden ingepast in bestaande PLA-productieprocessen.

Lees ook: Wetenschappers maken supersterk bioplastic

Afvalstromen omzetten in biobased chemicaliën

De onderzoekers gaan de methode samen met Europese partners verder uitwerken. Het project ‘AgriChemWhey’ beoogt om afvalstromen uit de zuivelindustrie om te zetten naar biobased chemicaliën van een hoge kwaliteit. “In wei, een bijproduct in de productie van kaas, zitten veel opgeloste suikers”, licht Dusselier toe. “Onze partners kunnen daar melkzuur uitmaken, waarvan wij vervolgens PLA kunnen produceren.” De uitdaging is om het proces op grotere schaal in het laboratorium toe te passen zodat er genoeg lactide is om bioplastic van te produceren.

Bron: KU Leuven | Foto: Adobe Stock