Het wordt steeds duidelijker dat afval zijn gewicht in goud waard is. En het gebruiken ervan als grondstof voor nieuwe materialen is ook nog eens milieuvriendelijk. Dus, ooit plastic geproefd? Misschien vind je het binnenkort terug als een heerlijke vanillesmaak in je ijsje. Drie afzonderlijke projecten in Schotland, Duitsland en Polen gebruiken afval als waardevolle grondstof voor nieuwe producten.
Wetenschappers van de Universiteit van Edinburgh, Schotland, Joanna C. Sadler en Stephen Wallace, hebben een methode ontdekt om plastic afval te benutten. Ze hebben de bekende bacterie E. coli gemanipuleerd zodat deze de kunststof van PET-flessen kan omzetten in vanilline-molecules. Er bestaan vele stammen van de E-colibacterie, die wordt aangetroffen in het spijsverteringskanaal van warmbloedige organismen, waaronder de mens. Het is volgens de universiteit de eerste keer dat van plastic afval met behulp van een gemanipuleerd micro-organisme de stof vanilline kan worden geproduceerd.
Vanilline wordt normaliter geëxtraheerd uit vanillebonen of kunstmatig geproduceerd met biotechnologische methoden. Maar beide methoden zijn duur. Daarom wordt vanilline vaak gesynthetiseerd uit chemicaliën die uit fossiele brandstoffen worden gewonnen. De nieuwe productiemethode slaat twee vliegen in één klap. De vanillineproductie kan worden verhoogd zonder een grotere koolstofvoetafdruk en plastic afval wordt hergebruikt.
Bacteriën zetten zuivelafval om in brandstof
In een ander project hebben wetenschappers van de universiteit van Tübingen in Duitsland, een nieuw proces ontwikkeld voor het hergebruiken van zuivelafval. Bij de productie van kwark, kaas, yoghurt en soortgelijke producten ontstaat gewoonlijk twee liter zure wei per liter verwerkte melk. Tot dusver werd deze wei in kleine hoeveelheden gebruikt als diervoeder. De rest wordt bij gebrek aan een beter alternatief vaak gewoon over landbouwgrond uitgereden.
Wetenschappers van de universiteit van Tübingen, Duitsland, hebben nu zure wei met behulp van bacteriën omgezet in brandstof. Zonder chemicaliën te gebruiken. Het proces maakt gebruik van een bioreactor op basis van een zogenaamd reactormicrobioom met verschillende bacteriën. Largus Angenent, co-auteur van de studie, legt uit dat “dit microbioom een open cultuur is waar bacteriën van buitenaf ook kunnen koloniseren. Het is vergelijkbaar met het microbioom in de menselijke darmen.”
Het proces bestaat uit twee stappen. Eerst wordt de suiker in de zure wei omgezet in zuur. Vervolgens zetten geselecteerde bacteriën dit zuur om in bruikbare organische stoffen. Dit kan diervoeder zijn of een ingrediënt dat in de geneeskunde van pas komt vanwege zijn antimicrobiële eigenschappen. De bioreactor creëert een soort olie die kan worden omgezet in vliegtuigbrandstof.
Angenent bevestigt dat de wetenschappers erin geslaagd zijn “bio-olie te maken uit bacteriële productie” zonder gebruik te maken van koolstofrijke chemicaliën voor de omzetting. Als ook de elektriciteit uit hernieuwbare bronnen komt, dan kan dit bijdragen aan een duurzame circulaire economie. De onderzoekers willen onderzoeken of ook ander industrieel afval dat in grote hoeveelheden wordt geproduceerd, kan worden gebruikt om nieuwe grondstoffen te produceren.
Bioplastics uit voedselafval
Het Instituut voor Fysische Chemie van de Poolse Academie van Wetenschappen een proces ontwikkeld waarin voedselafval kan worden omgezet tot een ingrediënt voor bioplastics. Het heet hydroxymethylfurfural (HMF). Het is een organische verbinding, gevormd uit suikers van voedselproductie-afval. Volgens het onderzoek in het tijdschrift Applied Catalysis B, breken deze producten gemaakt van deze kunststof veel sneller af in de natuur dan kunststoffen gemaakt van conventionele polymeren.
Juan Carlos Colmenares, co-auteur van de studie, zegt dat “het plastic uiterlijk na een paar jaar volledig in de natuur is verdwenen”. Het proces om bioplastic te maken is al bekend, maar is nog niet op industriële schaal toegepast. De hoge temperaturen en ingewikkelde technologie die nodig zijn voor het proces maakten het onbetaalbaar duur. Maar met de nanokatalysatoren is het nu mogelijk om de bouwsteen die nodig is voor bioplastic bij aanzienlijk lagere temperaturen en onder normale druk te produceren.
Colmenares legt uit dat dit mogelijk is omdat “deze nanokatalysatoren lang en zeer dun zijn, en hun structuur de absorptie van licht verhoogt.” In feite is voor de reactie alleen een LED-lamp in het UV-bereik nodig en zuurstof uit de lucht. Bovendien benadrukt Colmenares dat het proces “een afvalvrije methode is die geen toevoeging van extra zuurstof of andere additieven vereist”.
De nanokatalysatoren kunnen ook meerdere keren worden gebruikt. Aangezien uit de experimenten is gebleken dat het proces zeer efficiënt is, zijn de wetenschappers van plan de technologie te patenteren en verder te optimaliseren om in de toekomst bioplastics op industriële schaal te produceren.
Ook interessant:
‘Luchtvaart gebaat bij snelle overstap naar duurzame brandstoffen’
Duurzamer proces voor terugwinning metalen uit afvalwater
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
