Materiali ecologici: produrre bioplastica diventa facile

Dalla collaborazione tra Olanda e Giappone nasce un processo in un’unica fase che consente la produzione di monomeri derivati dalle piante

Produrre bioplastica non è mai stato così facile come con il sistema messo a punto da Kiyotaka Nakajima. Lo scienziato, ricercatore, dell’Università di Hokkaido, in Giappone, ha collaborato con Emiel Hensen della Eindhoven University of Technology, in Olanda per realizzare un nuovo processo di sintesi veloce ed efficiente sotto il profilo energetico. E i risultati, pubblicati su ACS Catalysis (documento in inglese), non sembrano deludere le aspettative.

La plastica “vegetale” sta divenendo il materiale di punta per sostituire i polimeri derivati dal petrolio (leggi anche Le alternative alla plastica: ecco i materiali che premiano l’ecologia). La produzione su larga scala incontra però diverse difficoltà. È il caso del polietilene furanoato, polimero a base biologica in grado in teoria di sostituire egregiamente uno dei giganti dell’industria plastica: il polietilentereftalato (PET). Se i due prodotti sono messi a confronto, il PEF vince sul PET per qualità meccaniche e proprietà termiche ma la produzione su larga scala è ostacolata dall’inefficienza di sintesi dei monomeri, i mattoni costitutivi.

Proprio per risolvere questo problema i ricercatori giapponesi e olandesi hanno studiato un processo veloce ed efficiente che richiedesse meno passaggi e soprattutto meno energia. Il punto di partenza è consistito nello sviluppare un composto stabile chiamato HMF-acetale a partire dalla biomassa vegetale che può essere a sua volta convertito con un’efficienza del 95% nei due monomeri del PEF, ossia l’acido 2,5-furandicarbossilico (FDCA) e il glicole etilenico. Il risultato rappresenta un progresso significativo rispetto allo stato attuale della tecnica, superando una limitazione intrinseca dell’ossidazione dell’HMF per produrre bioplastica. I ricercatori osservano che questo metodo ha “meno passaggi di reazione e l’uso di soluzioni altamente concentrate richiederà meno energia rispetto ai processi convenzionali”. Il team è convinto che la nuova tecnica non solo migliorerà la fattibilità della produzione di PEF commerciale nell’industria chimica, ma aiuterà anche a promuovere un uso diffuso delle bioplastiche, oltre a fornire indicazioni per lo sviluppo di altre applicazioni chimiche a base biologica.

fonte: www.rinnovabili.it

Plastica “eco” da mais e fruttosio. Produrla sarà più economico e sostenibile di quella tradizionale da oli minerali

L’arrivo sul mercato della plastica vegetale è probabilmente più vicina, grazie agli studi condotti per dieci anni dai chimici dell’Università del Wisconsin di Madison. Ne dà notizia Science riportando in un lavoro scientifico e in un articolo che riassume le caratteristiche di un prodotto che nasce dalle pannocchie di mais e in generale dalle fonti di fruttosio.

Oggi la sostanza più utilizzata per bottiglie e imballaggi è il PET (polietilene tereftalato), ricavato dalla lavorazione di oli minerali. Si tratta di una sostanza con un’elevata impronta ambientale e secondo alcune stime la produzione mondiale è associata all’emissione di 100 milioni di tonnellate di CO2 ogni anno, per non parlare dello smaltimento e dei problemi associati.

Per questo motivo da molti anni si cercano alternative, e una delle più promettenti è una plastica chiamata PEF, o polietilene furandicarbossilato,  sintetizzata a partire da un elemento base chiamato FDCA o acido furandicarbossilico, sintetizzato da fonti rinnovabili, a costi elevati.

I chimici di Madison sono riusciti a mettere a punto una processo produttivo che si avvale di un solvente inodore e  trasparente chiamato GVL (gamma-valerolattone) ricavato da fonti rinnovabili come le pannocchie. Il GVL permette di ottenere grandi quantità di FDCA partendo da minime quantità di fruttosio, e ha quindi un alto rendimento, al punto che tutto il processo porta a una plastica che costa poco meno di 1.500 dollari a tonnellata (circa 50 dollari in più rispetto al PET). Inoltre, secondo i responsabili della ricerca, il prezzo  potrebbe scendere di ulteriori 200 dollari a tonnellata , via via che la produzione assume le dimensioni industriali, diventando realmente competitivo rispetto al PET.

Il nuovo prodotto nasce dalle pannocchie di mais e in generale dalle fonti di fruttosio

Tre i vantaggi messi evidenziati da Science: ricordiamo il ricorso a fonti rinnovabili, l’eliminazione dalla reazione di acidi corrosivi (necessari nelle reazioni usate finora) e quindi  di costosi processi di lavaggio e di macchinari altrettanto costosi. Un aspetto importante è la possibilità di riciclare una parte di FDCA e di GVL rendendo il ciclo ancora più sostenibile. In più questa plastica sarebbe capace di mantenere bene la sigillatura e di non far passare i gas, caratteristica fondamentale se si pensa di usarla per le bottiglie.

Naturalmente nessuna sostanza o processo è a costo zero, e anche l’FDCA presenta un  lato oscuro o, se si preferisce, un prezzo aggiuntivo da pagare. Per quanto riguarda la materia prima, anche se il mais è migliore degli oli minerali, la produzione su scala mondiale ha già causato la perdita di biodiversità in vaste zone a tutte le latitudini, ed è responsabile dell’esaurimento di terreni e falde. Aggiungere una produzione così significativa come quella necessaria per sostenere la richiesta di plastiche avrebbe a sua volta un’impronta non da poco.

Inoltre la nuova reazione comporta l’impiego, come catalizzatore, del platino, al posto del cobalto usato finora, ma il platino è raro e a sua volta costoso. Se la produzione dovesse decollare, ciò potrebbe influire sul prezzo. Insomma, conclude Science, il passo in avanti è significativo, anche perché l’impronta ambientale di questa plastica è certamente inferiore rispetto a quella del PET, ma forse occorrerà ancora qualche aggiustamento tecnico, prima di poter arrivare alla sostituzione.

fonte: http://www.ilfattoalimentare.it