Algenbiomassa kan op verschillende manieren aangewend worden voor de productie van bioplastics. In het geval van de alg Chlorella vulgaris zijn er 25% koolhydraten aanwezig en meer dan 50% eiwitten. Binnen de koolhydratenfractie kan zetmeel omgevormd worden tot gekende bioplastics zoals PLA (polymelkzuur). Verder bevat deze fractie ook cellulose, wat ook toepassingen kent binnen bioplastics. De grootste fractie bij de meeste algen bestaat uit eiwitten, welke momenteel nog weinig commerciële toepassingen kennen als bioplastics. Onderzoek toont echter de technische haalbaarheid aan om ook deze fractie aan te wenden als biopolymeer.
Naast de diverse fracties die aangewend kunnen worden als grondstof voor bioplastics, bevatten algen nog een ander voordeel ten opzichte van de klassieke bronnen van bioplastics (vb. maïs, hout). Hun opbrengst per oppervlakte is namelijk beduidend hoger en kan oplopen tot 20 - 30 maal de opbrengst van klassieke teelten zoals maïs. Algenproductie vindt plaats in zogenaamde fotobioreactoren (lichtbron = zonlicht) die in verschillende opstellingen kunnen voorkomen, waaronder een tubulair systeem (zie vb. firma IGV). Bij dit laatste worden de algen opgekweekt in relatief smalle buizen die boven elkaar kunnen geplaatst worden waardoor een jaarlijkse opbrengst kan bekomen worden tot 150 ton per hectare. Ter vergelijking: jaarlijkse opbrengsten van klassieke bronnen zoals hout of maïs liggen tussen 7 – 14 ton per hectare. Nieuwe ontwikkelingen binnen de industriële algenkweek zou jaarlijkse opbrengsten tot 300 ton per hectare toelaten.
Tot bioplastics behoren in het algemeen twee groepen materialen namelijk (1) composteerbare materialen en (2) materialen afkomstig van hernieuwbare biogebaseerde grondstoffen. Tot deze tweede groep behoren ook materialen die niet composteerbaar zijn, zoals bio-PE of bio-PET. Bekende voorbeelden hiervan zijn bio-PE, geproduceerd uit bio-ethanol (zie vb. firma Braskem) of bio-PET, waarbij één van de basiscomponenten (ethyleenglycol) afkomstig is van hernieuwbare bronnen (zie vb. PlantBottle Coca Cola). Ook algen zouden als bron voor bio-PE kunnen dienen aangezien hun lipidefractie kan verwerkt worden tot grondstoffen voor dit biopolymeer. In het geval van de alg Chlorella vulgaris bedraagt deze lipidefractie 12%.
Naast diverse mogelijkheden naar grondstoffen toe is het ook van groot belang dat bioplastics, gebruikt voor verpakkingsmaterialen, beschikken over een goede functionaliteit. Binnen Pack4Food loopt momenteel in nauwe samenwerking met diverse bedrijven en onderzoeksinstellingen een IWT-project rond gas- en waterbarrière-eigenschappen van bioplastics. In 2012 start verder binnen het IWT-VIS-traject “duurzame en functionele verpakkingen” van Pack4Food een onderzoeksproject rond de hitteresistentie van verschillende groepen bioplastics. Meer informatie over deze projecten kan bekomen worden bij de auteur van dit artikel of via deze link.
Bronnen
- Wencker, T., Pulz, O., Knapen, R., Lehrack, U. 2011. Algae – Source for bioplastics? Bioplastics Magazine, 5, 42-43
- Pack4Food