PLA heeft de toekomst - Fluids Processing

Fluids Processing Benelux www.fluidsprocessing.nl © Vezor Media
INNOVATIE
Purac fabriek in
Thailand
(melkzuurfermentatie).
Fluids Processing 16 Nr. 5 - november 2010
PLA heeft de toekomst
mee te maken hebben, ook al is er geen
verschil tussen melkzuur afkomstig van een
klassiek veredelde bacterie of van een
genetisch aangepaste bacterie”, aldus
Zoetemeyer. Overigens bezit Purac ook
een melkzuurfabriek in de VS, die vroeger
eigendom was van een joint venture van
Purac en Cargill. Deze fabriek gebruikt
suiker afkomstig uit zetmeel van ‘genmaïs’
als grondstof. Dit is de standaard in de VS.
Dit melkzuur exporteert Purac om eerder
genoemde redenen niet naar Europa.
Lactiden
Een meer recente vinding van Purac, die
op het conto van de R&D-engine geschreven
kan worden, is de omzetting van
melkzuur in het dimeer lactide, waarvan
klanten het bioplastic polymelkzuur (PLA)
kunnen maken. De eerste hoeveelheden
lactiden worden als testmateriaal
in de oude melkzuurfabriek van Purac in
Spanje gemaakt. Intussen bouwt Purac in
Thailand een grote lactidenfabriek met
een capaciteit van 75.000 ton per jaar,
die over ongeveer een jaar in bedrijf zal
komen.
Een lactide-molecuul bestaat uit twee
melkzuurmoleculen die na verestering
een ringvormige verbinding vormen (een
di-ester van melkzuur). Met behulp van
katalysatoren wordt het lactide gepolymeriseerd
tot polymelkzuur. Zoetemeyer:
“Normaal ontstaat bij de productie van
polymeren met behulp van polycondensatie
water dat soms lastig is om kwijt te
raken. De lactide-ring daarentegen is
volledig ontwaterd en klapt bij de polymerisatiereactie
gemakkelijk open, waardoor
onze klanten het polymerisatieproces
eenvoudig kunnen bedrijven.”
Elke kilogram lactide levert ongeveer één
kilogram polymelkzuur (PLA) op, zodat de
klant dus geen last heeft van bijproducten.
Purac heeft dit proces samen met het
Zwitserse bedrijf Sulzer ontwikkeld. Synbra
past het binnenkort als eerste bedrijf op
grote schaal toe om een groen alternatief
te maken voor op aardolie gebaseerd
geëxpandeerd polystyreen (piepschuim),
wat Synbra van oorsprong in Etten-Leur
produceert. Het product Biofoam ® is
het eerste schuimproduct ter wereld dat
gebaseerd is op groene grondstoffen.
Hiervoor heeft het bedrijf inmiddels een
Cradle to Cradle-certificaat in huis. Het
PLA-materiaal is volledig composteerbaar:
bij aanwezigheid van voldoende vocht
en warmte (temperatuur van meer dan
50°C), breken bacteriën het binnen een
maand af.
PLA is ook klimaatvriendelijk. De productie
van 1000 kg PLA bijvoorbeeld levert een
netto CO 2 -emissie op van 500 kilogram.
Dat lijkt heel wat, maar de productie van
bijvoorbeeld 1000 kg PET-PS (blend van
polyester en polystyreen) levert 3000 kilogram
aan CO 2 -emissie op. En als Purac
overschakelt op het gipsvrije melkzuurproces,
is de CO 2 -emissie bij de productie
zelfs licht negatief, omdat er CO 2 wordt
vastgelegd in de PLA en er verder per
saldo niets vrijkomt. Dit betekent ook een
reductie van het gebruik van fossiele
grondstoffen: per ton PLA 10,4 vaten olie
minder dan per ton PET-PS.
Klanten kunnen PLA maken op basis van
zowel linksdraaiend als rechtsdraaiend
melkzuur. In beide gevallen zijn de eigenschappen
van PLA gelijk: het smelt bij 60
à 70 o C, waardoor het alleen geschikt is
voor koude toepassingen zoals verpakkingsfoliën.
Borghans: “Wanneer de klant
echter PLA op basis van linksdraaiend
melkzuur en PLA op basis van rechtsdraaiend
melkzuur mengt, haken de polymeerketens
als het ware in elkaar en ontstaat
een veel stabielere vorm van PLA. Dit
type PLA smelt pas bij 190oC. Als je er
bijvoorbeeld een frietbakje van maakt
en dat per ongeluk in het hete vet laat
vallen, kun je het er weer ongeschonden
uithalen.”
Purac laat het maken van kunststofproducten
van PLA graag aan kunststofbe-
drijven over, omdat die veel meer ervaring
hebben met de polymerisatie, het sturen
van ketenlengtes en het toevoegen van
additieven. Borghans voorziet dat PLA de
komende jaren eerst vooral in verpakkingen
toegepast zal worden, daarna ook
in kleding, tapijt en schuimmateriaal en
uiteindelijk ook in hoogwaardige toepassingen
van auto’s en elektronica. Het ontwikkelen
van deze hoogwaardige toepassingen
vergt namelijk veel meer tijd.
Met BASF werkt Purac aan een geheel
andere nieuwe ontwikkeling: een fermentatieproces
voor barnsteenzuur (succinic
acid). Hierbij zetten bacteriën suiker om in
barnsteenzuur, een bouwsteen voor een
brede reeks chemicaliën en polymeren,
waaronder polyamide, polyester en polyurethaan.
“Barnsteen kun je niet in één keer
polymeriseren. Het molecuul heeft aan de
beide uiteinden namelijk twee zuurgroepen,
waardoor je een ander monomeer,
zoals bijvoorbeeld butaandiol nodig hebt
om er een copolymeer van te maken”,
verklaart Zoetemeyer. Hij verwacht dat
biobarnsteenzuur op den duur in veel
grotere hoeveelheden geproduceerd zal
gaan worden, omdat het als bouwsteen
voor veel meer producten is te gebruiken.
Grondstoffen
Als grondstoffen gebruikt Purac nu nog suikers
afkomstig van suikerbieten, suikerriet,
tapioca en maïs, dus suikers uit de voedselketen.
Over enkele jaren hoopt het
bedrijf ook andere groene grondstofbronnen
te kunnen aanboren, die niet met de
voedselvoorziening conflicteren, zoals gras
en bijproducten uit de agro-industrie. Wat
dit laatste betreft, neemt Purac samen
met papierproducent Crown Van Gelder
een proef met het verwijderen van cellulose
uit de afvalstroom van de papierfabriek
in Velsen. Purac zet de cellulose met behulp
van enzymen om in glucose, waarvan
de melkzuurbacteriën weer melkzuur
kunnen maken. Verder is het wachten nog
op de zogenoemde tweede generatietechnologie
om de stengels en bladeren
van bijvoorbeeld maïs op commerciële
schaal om te zetten in C5- en C6-suikers.
Purac surft als het ware op een groene
golf: veel ondernemingen zijn van plan
hun producten de komende jaren te vergroenen,
bijvoorbeeld door polymeren
te baseren op groene grondstoffen en in
voedingsproducten alleen natuurlijke ingrediënten
toe te passen. Purac kan daar
met zijn technologie en productportfolio
prima op inspelen.n
www.purac.com