WOBURN, Mass. – In een laboratorium in Massachusetts worden pellets ter grootte van een kiezelsteen omgezet in vorken en films die geen persistente microplastics in het milieu achterlaten.
Dit zijn bioplastic pellets. CJ Biomaterials fermenteert suiker om plantaardige polymeren te maken die microben zullen consumeren. Deze alternatieven voor traditionele kunststoffen gemaakt van fossiele brandstoffen worden door sommigen gezien als een van de vele oplossingen die nodig zijn om de mondiale plasticvervuiling het hoofd te bieden.
Aanbevolen video’s
In de Woburn-onderzoeksfaciliteit van het bedrijf goten laboratoriumtechnici onlangs pellets in een vormmachine om vorken te maken. De testvorken waren dun genoeg om thuis te composteren, maar te buigzaam om er een biefstuk in te steken. Andere batches waren stijf, vergelijkbaar met een typische plastic vork. De technici smolten pellets om flexibele films uit te rollen voor voedselverpakkingen, zoals een zak voor worteltjes. De film was behoorlijk sterk, maar niet rekbaar zoals huishoudfolie.
Ze zijn aan het uitzoeken hoe hun biopolymeren producten kunnen maken met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met conventionele kunststoffen, maar die in een compostbak kunnen in plaats van in een vuilnisbak. Vorken en films gaan kapot in de compostbak van het laboratorium. De toegevoegde rietjes zijn allang verdwenen. Een onlangs naar binnen gegooid mes vertoonde putjes op het oppervlak toen bacteriën het koloniseerden en het materiaal begonnen te consumeren.
Plastics zijn nooit echt fundamenteel ontwricht. Nu groeit de belangstelling voor bioplastic vanwege de bezorgdheid over microplastics. Het is de nieuwe “wild card” in deze markt, aldus marketingdirecteur Leah Ford van het bedrijf.
“Ik doe dit al heel lang en de composteerbaarheid is altijd een heel sterke drijfveer geweest. Maar met het grotere begrip van microplastics denk ik dat dit de manier gaat veranderen waarop mensen over materialen denken”, zei ze.
Traditionele kunststoffen gaan tientallen jaren of zelfs eeuwen mee, omdat ze uiteenvallen in schadelijke microplastics en zelfs kleinere nanoplastics. Microplastics zijn aangetroffen in de oceaan en de lucht, in ons voedsel en water, en in een breed scala aan lichaamsweefsels. De regering-Trump zegt weliswaar veel milieuregels terug te draaien, maar zegt ook de besmetting door microplastics aan te pakken.
Het meest voorkomende gebruik voor bioplastics is verpakking
Bioplastics zijn biobased, wat betekent dat ze geheel of gedeeltelijk zijn gemaakt van een hernieuwbare hulpbron, meestal maïs of suikerriet; of ze zijn biologisch afbreekbaar, wat betekent dat ze volledig worden afgebroken via een natuurlijk proces. Het kan ook allebei zijn, zoals de polymeren van CJ Biomaterials. Het is toonaangevend in de productie van polyhydroxyalkanoaten, of PHA’s, als een polymeer dat biologisch afbreekbaar is in zee en in de bodem.
CJ Biomaterials probeert conventionele kunststoffen te vervangen die voor eenmalig gebruik zijn of niet kunnen worden gerecycled als ze zijn verontreinigd met voedselresten. Voedselafval dat op stortplaatsen ontbindt, stoot methaan uit, een krachtig broeikasgas dat de planeet opwarmt. Een container gemaakt van pellets van CJ Biomaterials met voedselresten kon, in tegenstelling tot een traditionele plastic container, naar een composteerder worden gestuurd.
In de schappen van het Woburn-lab zijn de successen van het bedrijf te zien: composteerbaar bestek; rietjes; Gecoate bekers voor warme dranken en zakjes voor bevroren voedsel gebruikt in de Verenigde Staten; sushi-dienbladen; ramencontainers; en herbruikbare papieren handdoeken. Laboratoriummedewerkers dineren met composteerbaar bestek, drinken uit composteerbare bekers en zetten koffie met composteerbare peulen. Deze producten blijven in de schappen liggen omdat ze niet worden blootgesteld aan micro-organismen in water of bodem.
CJ Biomaterials voedt suiker aan microben die het omzetten in PHA voor energie. Het bedrijf verzamelt de PHA en maakt er korrels van. Pellets hiervan worden vervolgens verkocht aan andere bedrijven die ze kunnen omsmelten en tot producten kunnen vormen. Deze zelfde bacteriën zullen PHA in een composthoop consumeren en binnen zes maanden afbreken, zei Ford.
CJ Biomaterials maakt deel uit van het Zuid-Koreaanse conglomeraat CJ Group, dat een waarde heeft van 32 miljard dollar. Het produceert sinds 2022 PHA in een productiefaciliteit in Pasuruan, Indonesië.
Eén oplossing met potentieel om de plasticvervuilingscrisis aan te pakken
Het Wereld Natuur Fonds ziet biobased plastics als onderdeel van een reeks oplossingen die nodig zijn. Ze kunnen de afhankelijkheid van de wereld van fossiele brandstoffen die klimaatverandering veroorzaken verminderen, zegt Erin Simon, vice-president van WWF. Ze zei dat de wereld de hoeveelheid geproduceerd plastic moet verminderen en de rest duurzaam moet maken.
Naties proberen de spiraalvormige crisis van plasticvervuiling het hoofd te bieden door een baanbrekend verdrag op te stellen. Ze moeten het nog eens worden over effectieve methoden om de plasticvervuiling te stoppen, hoewel de onderhandelaars van plan zijn begin volgend jaar opnieuw bijeen te komen.
De Amerikaanse senator Jeff Merkley heeft hoorzittingen in het Congres gehouden over plasticvervuiling, waaronder een hoorzitting over alternatieven voor plastic voor eenmalig gebruik. Hij beschouwt bioplastics ook als een optie met potentieel, naast de vele opties die nodig zijn. Maar, zei hij, er is meer informatie nodig over hoe ze ecosystemen en de gezondheid afbreken en beïnvloeden.
Milieugroeperingen, waaronder de Global Alliance for Incinerator Alternatives, beweren dat bioplastics het paradigma voor eenmalig gebruik in stand houden en de aandacht afleiden van echte oplossingen. Sommigen zeggen dat landbouwgrond niet mag worden gebruikt om gewassen te verbouwen voor plastic in plaats van voedsel.
Bioplastics vormen een klein, maar groeiend marktaandeel
Wereldwijd vertegenwoordigen biogebaseerde kunststoffen ongeveer 0,5% van de ruim 400 miljoen ton (440 miljoen ton) kunststoffen die jaarlijks worden geproduceerd, aldus de industriegroep European Bioplastics. Er wordt verwacht dat de productie tegen 2030 zal verdubbelen als gevolg van de stijgende vraag en de opkomst van meer geavanceerde toepassingen en producten, aldus het rapport.
China, Zweden en de Verenigde Staten zijn grote exporteurs van natuurlijke polymeren.
Grote sportstadions en grote restaurantketens als McDonald’s experimenteren met biobased verpakkingen en gebruiksvoorwerpen. Bakkerij Tous les Jours, onderdeel van de CJ Group, maakt gebruik van PHA-rietjes.
Er zijn obstakels voor grootschalige adoptie. Bioplastics kosten doorgaans meer dan conventionele kunststoffen. Grote steden hebben gemeentelijke composteringsprogramma’s, maar elders zijn deze beperkt. Een groeiend aantal composteringsfaciliteiten accepteert composteerbare bioplasticproducten, hoewel sommigen dit weigeren uit bezorgdheid over de verminderde bodemkwaliteit. En omdat bioplastics en conventionele plastics er vaak hetzelfde uitzien en aanvoelen, kunnen ze door elkaar gehaald worden en problemen veroorzaken voor composteerders.
Dertig minuten van het Woburn-onderzoekslaboratorium accepteert Black Earth Compost gecertificeerde composteerbare materialen. Maandag werden composteerbare bekers, bestek en vuilniszakken gemengd met een levering voedselresten en kreeftenschalen. Het accepteren van bioplastics verhoogt de hoeveelheid voedselresten die ze ontvangen, omdat mensen een hele composteerbare container in een bak voor organische stoffen kunnen plaatsen, in plaats van voedsel eruit te schrapen.
Onderzoeksorganisatie test biomaterialen
Het 5 Gyres Instituut testte 22 artikelen gemaakt van traditioneel plastic, biobased en biologisch afbreekbare materialen en andere alternatieven, zoals papier en bamboe. Rietjes, keukengerei, dunne folie en flessen werden in verschillende omgevingen in Florida, Californië en Maine geplaatst. Tegen het einde van het 64 weken durende onderzoek waren veel van de biologisch afbreekbare materialen verdwenen, of zaten er putjes in en barsten ze toen ze fragmenteerden. Traditionele kunststoffen op basis van fossiele brandstoffen bleven bestaan.
Marcus Eriksen, medeoprichter en onderzoeker van het instituut, zei dat de synthetische plastic lepel bijna hetzelfde was als toen hij hem voor het eerst in de oceaan stopte, maar dat er weinig over was van de lepels gemaakt van biologisch afbreekbare materialen.
De in Californië gevestigde non-profitorganisatie publiceerde de resultaten in 2023. Momenteel herhaalt ze het onderzoek om end-of-life-scenario’s voor de nieuwe generatie verpakkingen te evalueren.
Eriksen vindt dat mensen biologisch afbreekbare opties moeten gebruiken, vooral voor verpakkingen. Anders, zo zei hij, “zullen we de hele biosfeer overspoelen met micro- en nanoplastics.”