De productie van bioplastic (PLA) is vooralsnog duurder dan die van conventionele, ‘fossiele’ plastic. Een nieuwe omzettingsmethode uit de koker van Leuvense bio-ingenieurs moet daar verandering in brengen.
Marcel Kiekeboe dacht ooit in de gaten van Zwitserse emmental het gat in de markt gevonden te hebben. En Frans Laarmans probeerde munt te slaan uit Hollandse edammer. Nu willen wetenschappers van de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen van de KU Leuven hetzelfde doen met het afval dat ontstaat tijdens de bereiding van kaas.
Bij de bereiding van kaas wordt de melk gestremd. Hierbij ontstaat een geelgroene, lichtzure vloeistof die wei wordt genoemd en die wordt afgetapt. De vaste bestanddelen (de wrongel) blijven achter en vormen het eerste stadium van de kaas.
De wei wordt door de zuivelindustrie voorlopig weggegooid, en dat is jammer want ze zit nog barstensvol opgeloste suikers. ‘Van die suikers kunnen we melkzuur maken’, vertelt Michiel Dusselier, onderzoeker aan het Leuvense Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse én laureaat van de Eos Pipet in 2016. ‘Dat melkzuur kunnen we gebruiken om PLA te produceren.’ PLA geldt al jaren als milieuvriendelijk alternatief voor plastic uit aardolie, maar door de hoge productiekost zit het in een lastige concurrentiepositie.
Goedkoper bioplastic
De Leuvense bio-ingenieurs hebben een nieuwe methode ontwikkeld die de productie van lactide uit melkzuur eenvoudiger – en dus goedkoper – maakt. Lactide bestaat uit twee melkzuurmoleculen. Om die aan elkaar te klinken zijn nu nog verschillende stappen nodig, waarbij naast veel energie ook het gebruik van zware metalen zoals tin komt kijken. Daardoor neemt deze omzetting ongeveer 30 procent in van de totale productiekost van PLA.
In het nieuwe procédé wordt het melkzuur eerst gecombineerd met alcohol, waarna een vluchtige vloeistof ontstaat. Dusselier: ‘Die verdampt aan een lager kookpunt dan melkzuur, waardoor we energie besparen. 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 een lactidemolecule.’
In de nieuwe methode worden bovendien geen toxische oplosmiddelen gebruikt. Bovendien zijn de bijproducten aan het eind van het procédé volledig recycleerbaar. ‘Een bijkomend voordeel is dat onze methode eenvoudig kan ingepast worden in de bestaande productieprocessen van PLA’, aldus Dusselier.
De Leuvense bio-ingenieurs willen het procédé, waarvoor ze inmiddels een patent hebben aangevraagd, nu verder gaan opschalen naar industriële installaties, zodat de PLA-industrie ermee aan de slag kan en de zuivelkringloop zo een stukje meer kan worden gesloten. Daarvoor werken ze nu samen met enkele Europese partners binnen het project AgriChemWhey.
