Ny type plast fremstillet af genvundet affald

En ny type plast fremstillet af genvundet affald nedbrydes let på mindre end et år. Det stof, der snart vil tjene til at fremstille og nedbryde hovedsageligt engangsprodukter på en miljøvenlig måde, hedder polyhydroxybutyrat. Dette innovative materiale kan produceres i industriel skala i en ny proces udviklet af Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK og dets partnere.

Hverdagen uden plast - det ville være svært at forestille sig. De spiller en fremtrædende rolle i emballage og forbrugsvarer, og er uundværlige for industrielle applikationer såsom bil- og medicinsk teknik. Genbrug og genbrug af plast fra fossile ressourcer er næppe almindelig praksis. Oven i købet, de nedbrydes i istid og forurener miljøet i lang tid fremover. De store pletter af plastaffald, der flyder på vores oceaner, vidner om deres magt til at forurene. Plastflasker og poser ødelægger strande og, mange steder, hele landstrækninger.

Bioeconomy International forskningsinitiativ

Behovet for globale genbrugsstrategier er presserende, i betragtning af plastens store brug over hele verden. Flere og flere regeringer benytter sig af forbud for at dæmme op for plastaffaldets hævelse. Der er endnu ikke fundet en levedygtig mulighed for at erstatte fossilbaseret plast i stor skala. Derfor lancerede det tyske forbundsministerium for uddannelse og forskning (BMBF) forskningsinitiativet "Bioökonomie International" (Bioeconomy International) i tæt samarbejde med Fraunhofer IPK, Institut for Bioprocess Technology ved det tekniske universitet i Berlin, regionale industrielle partnere og internationale forskningspartnere fra Malaysia, Columbia og USA. Disse forskere udvikler en metode til fremstilling af polymerer uden at trække på førsteklasses ressourcer såsom mineral, palme- og rapsolier, hvis produktion er meget skadelig for miljøet.

En ny plastik meget ligesom polypropylen

Denne nye proces omdanner industrielle rester, såsom affaldsfedt, der indeholder meget mineralrester, til polyhydroxybutyrat (PHB). Mikroorganismer kan metabolisere disse rester i særlige gæringsprocesser. De deponerer PHB i deres celler for at lagre energi. "Når plasten er opløst fra cellen, den er stadig ikke klar til industriel brug, fordi hærdningsprocessen tager alt for lang tid, "siger Christoph Hein, leder af afdelingen for mikroproduktionsteknologi på Fraunhofer IPK. Råvaren skal blandes med kemiske tilsætningsstoffer nedstrøms i efterproduktionstrin. For eksempel, forskergruppen justerede blødgørings- og behandlingsparametrene for at trimme omkrystalliseringstiden til at passe til tidspunktet for industriel behandling. Den resulterende biopolymer egenskaber ligner egenskaberne af polypropylen. Men i modsætning til PP, denne plastik nedbrydes fuldstændigt på seks til tolv måneder.

I denne metode til fremstilling af plast, mikroorganismer syntetiserer hele polymeren i en bioteknisk proces. "Til denne ende, vi konverterer biogene rester som affaldsfedt til polyestere, der kan bruges teknisk, "siger Hein. Forskeren og hans team valgte mikroorganismer, genetisk modificeret med molekylære metoder, at tjene som biokatalysatorer. Ved hjælp af kemiske rensningsprocesser og et omfattende optimeret materiale, de har været i stand til at udvikle en ny familie af materialer, der opfylder kravene til teknisk plast.

Ingen oliebaserede syntetiske komponenter nødvendige

Den nye proces undlader ikke kun oliebaserede syntetiske komponenter helt; det muliggør også grønne plastalternativer. Naturligt forekommende mikroorganismer kan nedbryde disse nyudviklede plastmaterialer, så de behøver ikke at være underlagt de særlige betingelser, der tjener til at nedbryde stof i industrielle komposteringsanlæg. De tilbyder et miljøvenligt alternativ til fremstilling og nedværdigelse af engangsprodukter og andre engangsartikler.

Processen egner sig også til at producere højkvalitets plastdele til visse tekniske anvendelser og brugsperioder. Specifikationerne for denne slags produkter er mere krævende. De skal muligvis udvise specifikke geometriske tolerancer og overfladekvaliteter eller være reproducerbare med stor præcision. Forskerne udviklede højt specialiserede replikationsprocesser for at opfylde disse krav.