Soluzioni innovative per la produzione di biopolimeri sostenibili
Tecnologia di separazione Flottweg per la produzione industriale di plastica a base biologica
Le materie plastiche sono ormai parte integrante della nostra vita quotidiana. Si trovano in quasi tutti gli oggetti con cui veniamo a contatto ogni giorno. Tuttavia, le plastiche tradizionali sono prodotte da fonti di energia fossili come il petrolio e causano notevoli problemi ambientali sia durante la produzione che durante lo smaltimento.
Una soluzione sostenibile e quindi orientata al futuro sono le plastiche di origine biologica, chiamate anche bioplastiche. Esse sono prodotte da materie prime rinnovabili come amido di mais, canna da zucchero e oli vegetali, in modo diretto o con un processo di fermentazione attivato da microrganismi. Queste bioplastiche rappresentano un'alternativa promettente, perché sono biodegradabili e consumano meno risorse. Le bioplastiche costituiscono un passo importante verso un futuro più sostenibile, in cui poter continuare a sfruttare i vantaggi della plastica senza incidere sull'ambiente con problemi legati alle plastiche tradizionali, come l'elevata impronta di CO2 e le microplastiche.
Flottweg supporta i produttori di plastiche a base biologica nella lavorazione a valle con la tecnologia di separazione più innovativa. Sia nella separazione della biomassa da acidi organici come l'acido lattico, sia nella separazione di biopolimeri come i poliidrossialcanoati (PHA) come prodotto finale.
Le nostre macchine per la produzione industriale di bioplastiche
Come si svolge la fabbricazione industriale della bioplastica?
Produzione di acido polilattico/polylactic acid (PLA)
Il PLA (polylactic acid), un polimero di acido lattico, è una delle plastiche biodegradabili più conosciute ed è prodotto da materie prime come l'amido di mais o la canna da zucchero.
Nella fase principale del processo, ossia la fermentazione, le materie prime amidacee di microrganismi come batteri o lieviti vengono trasformate in acido lattico. Successivamente, si purifica la soluzione di fermentazione tramite il separatore e si estrae l'acido lattico. In alternativa, è possibile utilizzare anche un decanter. Se la biomassa scartata viene nuovamente lavata dopo il passaggio nel separatore, è possibile separare l'acido lattico residuo tramite il Sedicanter® e la resa complessiva può essere migliorata. L'acido lattico isolato viene trasformato in PLA mediante polimerizzazione e successivamente essiccato. Tramite l'utilizzo di vari additivi è possibile influire sulle caratteristiche della materia prima PLA e quindi utilizzata in modo versatile.
L'acido polilattico viene utilizzato più comunemente per gli imballaggi e rappresenta quindi un'alternativa al classico materiale da imballaggio PE e PP. Il PLA è ormai indispensabile anche nell'agricoltura, nella medicina e nella stampa 3D.
Esempio di processo per la produzione di PLA
Produzione di poliidrossialcanoati (PHA)
Il PHA (poliidrossialcanoato) corrisponde a un gruppo di biopolimeri che, in determinate condizioni, si formano come sostanza di riserva nei microrganismi. Come per il PLA, le materie prime naturali costituiscono la base della fermentazione. Per la sintesi del PHA, oltre alle fonti di amido, possono essere utilizzati anche oli, grassi e gas come il monossido di carbonio (CO2) o il metano.
All'inizio della fermentazione, il microrganismo selezionato viene coltivato con una soluzione di coltura fino a raggiungere la densità cellulare richiesta. La biosintesi intracellulare del PHA ha inizio quando si verificano determinate condizioni di carenza e di eccessiva produzione di carbonio (ad es. con l'utilizzo di olio). Dopo la coltivazione, la biomassa viene separata dal brodo di fermentazione mediante un separatore a ugelli appositamente sviluppato da Flottweg. Per fare in modo che il biopolimero contenuto nella cellula venga rilasciato, i microrganismi vengono dissolti (lisi cellulare) e quindi lavati. In ogni fase di lavaggio, un separatore a ugelli separa il PHA dai restanti componenti cellulari, che rimangono nella fase liquida.
Dopo l'ultima fase di lavaggio entra in gioco un decanter, poiché la sostanza risultante dalla biosintesi del PHA ha un grado di secchezza più elevato ed è quindi adatta a una successiva fase di essiccazione. È possibile modificare e influenzare attivamente le proprietà chimiche del PHA utilizzando diversi microrganismi e materie prime principali. In generale, il PHA viene utilizzato come sostituto del PE e del PP, analogamente al PLA.
La caratteristica unica del PHA è la sua rapida decomposizione in condizioni ambientali naturali. Si decompone in poche settimane senza lasciare residui nel suolo o nell'acqua di mare, proponendo una soluzione efficace al problema delle microplastiche create dalle plastiche tradizionali.
Esempio di processo per la produzione di PHA
I vantaggi della produzione di plastica a base biologica:
Soluzioni personalizzate
Flottweg è l'unico fornitore di centrifughe industriali il cui portafoglio di prodotti comprende decanter, Sedicanter® e separatori a disco con scarico continuo e discontinuo. Per questo motivo Flottweg offre sempre la soluzione ottimale per ottenere i migliori risultati di separazione nella produzione di bioplastiche, andando incontro a tutte le esigenze dei clienti.
Assistenza da parte di personale competente
Assistiamo i nostri clienti offrendo loro un'analisi approfondita e una consulenza dettagliata. Oltre alle analisi di laboratorio, offriamo test pilota con macchine di prova che consentono una configurazione precisa delle macchine. Inoltre, pianifichiamo l'integrazione ideale all'interno del vostro processo produttivo, dall'entità della periferica alle più diverse soluzioni di automazione.
Ingombro ridotto
Spesso lo spazio occupato assume un ruolo importante. Flottweg offre macchine compatte che consentono un utilizzo efficiente dello spazio e possono essere integrate in modo ottimale nelle strutture operative esistenti.
Funzionamento continuo e automatico
È necessario un funzionamento continuo 24/7 senza l'intervento dell'operatore? Le centrifughe Flottweg funzionano in modo automatico, contribuendo così ad aumentare la produttività.
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