Podcast door HanzeMag.Plastic maken uit bacteriën: het klinkt bijna te mooi om waar te zijn, maar het kan echt. hoe dan? Hanze-lector Janneke Krooneman legt het uit aan onze dummies!Wat is bioplastic? En hoe krijg je bacteriën zo gek dat ze plastic gaan vormen? Janneke weet precies hoe je bacteriën ’temt’: je laat ze heel veel eten tot ze obese zijn. En zoals mensen eten opslaan als vet, slaan bacteriën het op als plastic, dus al die dikke bacteriën bij elkaar vormen een prachtig biologisch plastic.Om het nog wat concreter te maken heeft Janneke ook enkele producten meegenomen die gemaakt zijn van bioplastic, zoals festivalbekers en lego, dus kijk ook vooral de videoversie van deze podcast, zodat je kunt zien hoe weinig het verschilt van ‘gewoon’ plastic.Presentatie: Maikel van Duinen & Mattheüs DouwesBeeld: Bas SwavingGeluid: Cazism
LINK
Bioplastics are gaining interest as an alternative to fossil-based plastics. In addition, biodegradable bioplastics may yield biogas after their use, giving an additional benefit. However, the biodegradability time in international norms (35 days) far exceeds processing times in anaerobic digestion facilities (21 days). As the bioplastic packaging does not indicate the actual biodegradability, it is important to understand the time required to biodegrade bioplastic if it ends up in the anaerobic digestion facility along with other organic waste. For this work, cellulose bioplastic film and polylactic acid (PLA) coffee capsules were digested anaerobically at 55 ℃ for 21 days and 35 days, which are the retention times for industrial digestors and as set by international norms, respectively. Different sizes of bioplastics were examined for this work. Bioplastic film produced more biogas than bioplastic coffee capsules. The biodegradability of bioplastic was calculated based on theoretical biogas production. With an increase in retention time, biogas production, as well as biodegradability of bioplastic, increased. The biodegradability was less than 50% at the end of 35 days for both bioplastics, suggesting that complete degradation was not achieved, and thus, the bioplastic would not be suitable for use in biogas digesters currently in use.
LINK
‘Ontwerpen met biobased plastics’ is de eindpublicatie van het project “Design Challenges with Biobased Plastics”. In dit onderzoeksproject deed de HvA, samen met diverse mkb-bedrijven onderzoek naar de kennis een tools die ontwerpers nodig hebben om biobased plastics, kunststoffen van hernieuwbare materialen, toe te passen. De publicatie gaat in op de kansen die biobased plastics bieden en biedt praktische tools, inspirerende voorbeelden en handreikingen die het ontwerpen met deze materialen makkelijker maken.
Currently, many novel innovative materials and manufacturing methods are developed in order to help businesses for improving their performance, developing new products, and also implement more sustainability into their current processes. For this purpose, additive manufacturing (AM) technology has been very successful in the fabrication of complex shape products, that cannot be manufactured by conventional approaches, and also using novel high-performance materials with more sustainable aspects. The application of bioplastics and biopolymers is growing fast in the 3D printing industry. Since they are good alternatives to petrochemical products that have negative impacts on environments, therefore, many research studies have been exploring and developing new biopolymers and 3D printing techniques for the fabrication of fully biobased products. In particular, 3D printing of smart biopolymers has attracted much attention due to the specific functionalities of the fabricated products. They have a unique ability to recover their original shape from a significant plastic deformation when a particular stimulus, like temperature, is applied. Therefore, the application of smart biopolymers in the 3D printing process gives an additional dimension (time) to this technology, called four-dimensional (4D) printing, and it highlights the promise for further development of 4D printing in the design and fabrication of smart structures and products. This performance in combination with specific complex designs, such as sandwich structures, allows the production of for example impact-resistant, stress-absorber panels, lightweight products for sporting goods, automotive, or many other applications. In this study, an experimental approach will be applied to fabricate a suitable biopolymer with a shape memory behavior and also investigate the impact of design and operational parameters on the functionality of 4D printed sandwich structures, especially, stress absorption rate and shape recovery behavior.
Ontwikkelen van bioraffinage-processen is één van de belangrijkste technologische ontwikkelingen voor de transitie van de op fossiele grondstoffen gebaseerde economie naar de biobased economie. Onder bioraffinage verstaat men het geheel aan extractie- en scheidingstechnologieën die het mogelijk maakt om biomassa te fractioneren in zijn individuele componenten. Deze componenten krijgen elk nieuwe hoogwaardige toepassingen. Momenteel zijn in Nederland een gering aantal bedrijven bezig met bioraffinage. Hierbij wordt ge-bruik gemaakt van biomassa’s die tot voor kort gezien werden als afval. Echter, in de biobased economie spreekt men niet over afval maar over nevenstromen. Door nevenstromen te raffineren tot hoogwaardige producten wordt waarde gecreëerd én wordt biomassa volledig benut. De eerste stap in veel bioraffinage-processen is het scheiden van biomassa in de oplosbare waterige fractie en de onoplosbare vezelfractie. De onoplosbare vezelfractie wordt momenteel gebruikt als bijvoorbeeld verpakkingsmateriaal of voedingsvezel in de diervoeding. De oplosbare fractie wordt momenteel als geheel gebruikt in meestal laagwaardige toepassingen zoals diervoeding of biovergisting. Steeds meer bedrijven vragen om hoogwaardigere toepassingen en daarvoor zullen de fracties verder gescheiden moeten worden. De hiervoor benodigde technologieën zijn nog volop in ontwikkeling. Op verzoek van de deelnemende bedrijven zal in dit project een aantal scheidings- en extractietechnologieën met elkaar vergeleken en verder ontwikkeld worden zodat ze als onderdeel van het bioraffinage-proces leiden tot producten met een zo hoogwaardig mogelijke toepassing. De productie van zogenaamde platformchemicaliën met behulp van fermentatie kan één van de toepassingen zijn. Dit project heeft tot doel een proof-of-principle te laten zien om vanuit biomassa tot platformchemicaliën te komen die kunnen worden ingezet als grondstof van bioplastics. Dit project moet leiden tot kennis over en toepassing van bioraffinage extractie- en scheidingstechnologieën waarbij tevens de economische factoren van implementatie van nieuwe processen en toepassingen in kaart wordt gebracht. De kennis zal gedeeld worden met belanghebbende marktpartijen en het onderwijs.
In het kader van het RAAK-mkb project “Bioraffinage, tool voor de productie van hoogwaardige producten uit biomassa” zijn de afgelopen jaren bioraffinage-processen bestudeerd en ontwikkeld, is een proof-of-principle gegeven om vanuit bermgras middels fermentatie tot het bioafbreekbare bioplastic poly(butylene succinaat) (PBS) te komen, en zijn een eerste aanzetten gegeven voor mogelijke toepassingen van verschillende inhoudsstoffen. Zo is ook gekeken naar toepassingsmogelijkheden van het product van de proof-of-principle-studie, PBS. Dit is gedaan tijdens een verkennend studentenproject in samenwerking met de RAAK-mkb-projectpartner Save Plastics. PBS is een biobased materiaal met goede eigenschappen waaronder een goede thermostabiliteit en compatibiliteit met vezels (Xu and Guo ,2010; Mitshubishi Chemical, 2020), en door zijn bioafbreekbaarheid draagt PBS niet bij aan de vervuiling van het milieu met (micro)plastics. Het is daarom een geschikt plastic om materialen op basis van fossiele grondstoffen te vervangen. Het belangrijkste resultaat van het studentenproject in het kader van het RAAK-mkb project was dat PBS goede potentie heeft om als isolatiemateriaal gebruikt te worden. Vanwege de vereiste lange levensduur van isolatiemateriaal is het voor deze toepassing echter ongewenst dat het materiaal afbreekt. In de literatuur wordt beschreven dat biodegradatie veelal onder invloed van micro-organismen of enzymen bij relatief hoge temperatuur plaats vindt, maar over de afbraak onder de klimaatcondities in Nederland is nog erg weinig bekend. Daarom moet onderzocht worden onder welke condities biodegradatie van PBS al dan niet plaatsvindt (invloed van vocht, temperatuur, micro-organismen) en hoe dat eventueel te voorkomen is, zodat op basis daarvan het product verder ontwikkeld kan worden. Dit moet leiden tot een ontwerp voor een prototype isolatiemateriaal op basis van PBS dat toegepast kan worden in het SaveHome van Save Plastics en als voorbeeld moet dienen van de toepasbaarheid van biobased materialen in de bouwwereld.
