KU Leuven onderzoekers maken bioplastic uit kaasafval

Onderzoekers van de KU Leuven hebben een nieuw procedé ontwikkeld om bio-afbreekbaar plastic te maken van melkzuur. Hierdoor wordt de productie van bioplastic eenvoudiger en goedkoper.

Trefwoorden: #afbreekbaar, #bioplastic, #KU Leuven, #melkzuur, #onderzoek, #PLA, #polylactic acid

Lees verder

research

( Foto: whity2j / 123RF Stockfoto )

ENGINEERINGNET.BE - 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.

De keerzijde van de medaille is de hoge productiekost waardoor dit geen volwaardig alternatief is voor plastics uit aardolie. De uitdaging is dus om het proces te vereenvoudigen en het zo goedkoper en aantrekkelijker te maken. De onderzoekers van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse (KU Leuven) hebben een veelbelovende stap voorwaarts gezet in die opdracht.

Professor Bert Sels: “Een struikelblok bij de productie van PLA is de belangrijke bouwsteen lactide, die bestaat uit twee melkzuurmoleculen. 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% uit van de totale productiekost van PLA.”

De onderzoekers hebben een methode ontwikkeld die eenvoudiger is. Sels: “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.”

Professor Michiel Dusselier: “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.”

De onderzoekers 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.

Dusselier: “In wei, een bijproduct in de productie van kaas, zitten veel opgeloste suikers. Onze partners kunnen daar melkzuur uit maken. Dat 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.”