Производство
биопластика

Инновационные решения для производства экологичных биополимеров

Технология разделения Flottweg для промышленного производства биопластика

Пластмасса стала неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Ее можно найти практически во всех предметах, с которыми мы соприкасаемся каждый день. Однако обычные пластмассы производятся из ископаемого топлива, такого как нефть, и создают значительные экологические проблемы как при производстве, так и при утилизации.

Экологически рациональным и, следовательно, ориентированным на будущее решением стали биопластмассы, также называемые биопластиками. Они производятся из такого возобновляемого сырья, как кукурузный крахмал, сахарный тростник и растительные масла, либо напрямую, либо путем ферментации с помощью микроорганизмов. Эти биопластики представляют собой перспективную альтернативу, поскольку они биоразлагаемы и требуют меньше ресурсов. Биопластики — это важный шаг к более устойчивому будущему, в котором мы сможем продолжать использовать преимущества пластмасс, не оказывая негативного воздействия на окружающую среду вследствие таких проблем, связанных с традиционными пластмассами, как значительные выбросы CO₂ и образование микропластика.

Flottweg поддерживает производителей биопластиков в последующей обработке, используя самые инновационные технологии разделения. Это касается как разделения биомассы на такие органические кислоты, как молочная кислота, так и разделения биополимеров, таких как полигидроксиалканоаты (ПГА), в качестве конечного продукта.

Наши машины для промышленного производства биопластика

Как производят биопластик в промышленных масштабах?

Производство полимолочной кислоты/полилактида (ПЛА)

ПЛА (полилактид), полимер молочной кислоты, является одним из самых известных биоразлагаемых пластиков и производится из такого сырья, как кукурузный крахмал или сахарный тростник.

На основном этапе процесса, ферментации, крахмалосодержащее сырье превращается в молочную кислоту такими микроорганизмами, как бактерии или дрожжи. Затем ферментационный раствор очищают в сепараторе и извлекают молочную кислоту. В качестве альтернативы для этого можно использовать декантер. Если отброшенную после сепаратора биомассу снова промыть, оставшуюся молочную кислоту можно отделить с помощью Sedicanter®, что позволяет повысить общий выход продукции. Выделенную молочную кислоту полимеризацией превращают в ПЛА, а затем сушат. Благодаря различным добавкам сырье ПЛА можно адаптировать под соответствующие свойства материала, и это позволяет использовать его в самых разных целях.

Полилактид (полимолочная кислота) чаще всего используется для производства упаковки и поэтому является альтернативой классическим упаковочным материалам ПЭ и ПП. ПЛА стал незаменимым материалом в сельском хозяйстве, медицине и 3D-печати.

Пример процесса производства ПЛА

Производство полигидроксиалканоатов (ПГА)

ПГА (полигидроксиалканоаты) — это подгруппа биополимеров, которые при определенных условиях образуются в микроорганизмах в качестве резервного вещества. Как и в случае с ПЛА, основу ферментации составляет натуральное сырье. Помимо источников крахмала, для синтеза ПГА также используются масла, жиры и такие углеродсодержащие газы, как CO₂ или метан.

В начале ферментации выбранный микроорганизм культивируется в питательной среде до достижения необходимой плотности клеток. Вследствие определенных условий дефицита и избытка углерода (например, при воздействии масла) начинается внутриклеточный биосинтез ПГА. После культивирования биомасса отделяется от ферментационного бульона с использованием соплового сепаратора, специально разработанного компанией Flottweg. Для высвобождения биополимера, содержащегося в клетке, микроорганизмы расщепляются (клеточный лизис) и затем промываются. На каждом этапе промывки ПГА отделяется с применением соплового сепаратора от остальных компонентов клеток, которые остаются в жидкой фазе.

После последней стадии промывки используется декантер, поскольку полученная сухая масса ПГА выше и, следовательно, более благоприятна для последующей сушки. Благодаря использованию различных микроорганизмов и основного сырья можно изменять химические свойства ПГА и активно влиять на них. Как правило, ПГА, как и ПЛА, используется в качестве замены для ПЭ и ПП.

Уникальным преимуществом ПГА является его быстрое разложение в естественных условиях окружающей среды. В течение нескольких недель он полностью разлагается в почве или морской воде, что исключает проблемы обычных пластмасс, связанные с микропластиком.

Пример процесса производства ПГА

Ваши преимущества при производстве биопластика: