Wageningse universiteit maakt bioplastic uit bermgras

Wageningen Universiteit heeft vorige week een staaltje van haar kunnen laten zien: plastic maken uit bermgras. „De keuze voor bermgras is een logische”, legt onderzoeker Rob Bakker uit. „Het concurreert niet met voedingsgewassen zoals mais. Bermgras is een afvalproduct waarvan in Nederland elk jaar 600.000 ton wordt afgevoerd naar de verbrandingsovens. En dat kost veel geld.”

Bioplastic maken van bermgras is niet eenvoudig en vraagt veel kennis van scheikunde. Tussen zoemende apparaten en pruttelende bekerglazen met onbestemde vloeistofjes legt Bakker uit hoe dat in zijn werk gaat.

Allereerst moet het gras fijngemalen worden. Bakker laat een emmer vol met groengele snippertjes zien. Daaraan voegt hij een kleurloos vloeistofje, een loog, toe waarin het gras oplost. De kleur verandert naar bruinzwart. Daarbij komen taaie houtachtige cellulosevezels vrij. Enzymen knippen vervolgens de vrijgekomen cellulose in stukjes, hapklare brokjes voor de melkzuurbacteriën. Die smullen ervan terwijl ze er tijdens een zogeheten fermentatieproces melkzuur van maken.

Om dat melkzuur is het de Wageningse chemici te doen. Dat is de grondstof voor polymelkzuur, een bioplastic.

Onderzoeker Karin Molenveld laat een aantal producten zien dat de onderzoeksgroep uit polymelkzuur heeft gemaakt. Dat blijkt niet alleen te gaan om verpakkingsmateriaal, maar ook om bekertjes en flesjes, textiel en biofoam, een soort milieuvriendelijk piepschuim.

Molenveld pakt een bekerglas met daarin een laag gelige korreltjes, polymelkzuur. Ze doet deze vervolgens in een incubator, een apparaat dat de korreltjes verwarmt. De balletjes van polymelkzuur springen op en neer als poffende mais in een pannetje. Ten slotte is het biofoam geworden; kenners zien mogelijk het verschil nog met het gebruikelijke piepschuim van polystyreen, maar voor een leek is het één pot nat.

Hoe sterk is bioplastic eigenlijk? Molenveld pakt een doorzichtig koffiebekertje en dompelt dat in kokende frituurolie. Het bekertje vervormt direct. „Dit was er een van de eerste generatie bioplastics”, lacht ze terwijl ze een ander, wit exemplaar in de olie van 180 graden Celsius laat zakken. Het bekertje geeft geen krimp. „Bij dit polymelkzuur hebben we heel slim links- en rechtsdraaiend melkzuur gecombineerd tot een hittebestendig bioplastic.”

Daarmee is het proces echter nog niet geschikt voor de industrie. Volgens Bakker is het voor tal van toepassingen nog te duur. „Nu wordt er wereldwijd 250.000 ton geproduceerd, maar in 2020 moet dat dertig keer zo veel zijn.”

Met die opschaling houdt onderzoeker Ruud Wuesthuis zich bezig. In een ruimte waarin een manshoog fermentatievat staat te glimmen, legt hij uit wat er nog moet gebeuren om de concurrentie met plastics uit aardolie aan te kunnen.

„Als eerste zijn we overgestapt op anaerobe fermentatie: daarbij is geen zuurstof nodig. En dat is gunstig voor de productiesnelheid; die ligt vijf keer hoger. Daarnaast verdubbelt de melkzuuropbrengst per kilogram bermgras. Verder gebruiken we bacteriën die beter tegen melkzuur –hun eigen afvalproduct– kunnen. Ook halen we het melkzuur er tijdens de productie al uit. Daarmee verhogen we de snelheid nog eens vijf keer. Daarnaast kunnen we het melkzuur simpeler uit het reactievat te halen. Dat scheelt veel geld.”

Als hij ten slotte de optelsom maakt, blijkt zijn systeem van industriële melkzuurproductie 25 keer sneller dan het gebruikelijke, terwijl de kosten ervan nog maar 10 procent uitmaken van het totaal. Wuesthuis: „We zijn nu in staat om met bacteriën een grondstof voor duurzaam plastic te maken die kan concurreren met aardolie.”

Nieuwe denkrichting

Zou iedereen er de leefstijl van een gemiddelde Amerikaan op nahouden, dan is er meer dan één aardbol nodig om in de behoefte te kunnen voorzien, zo vatte Erik van Seventer de ontstane situatie in de wereld vorige week samen op een bijeenkomst van Wageningen Universiteit.

De manager biobased products van Wageningen Universiteit en Researchcenter (WUR) ziet in de toekomst een samenleving ontstaan die gebruikmaakt van hetgeen de natuur biedt, meestal biobased economy genoemd.

Het opstarten van een ‘groene’ economie vraagt een nieuwe manier van denken, stelt Van Seventer. „Sinds 140 jaar hebben we een aardolie-economie. De hele samenleving is daarop ingericht. We moeten echter meer gaan denken in kringlopen: het afval van de een wordt grondstof voor de ander. Aardolie als grondstof voor chemicaliën en brandstoffen zal op den duur vervangen worden door producten uit de landbouw. Daarvoor ontwikkelen we in samenwerking met de industrie nieuwe technieken zoals bioraffinage.”

Volgens Douwe-Frits Broens, onderzoeker bij het Landbouw Economisch Instituut (LEI) is een stijgende olieprijs gunstig voor de kansen van een duurzame economie. „Is de olieprijs 50 dollar per vat, dan moet er veel subsidie bij; vanaf een 75 dollar per vat kan de biobased economy zichzelf bedruipen. Met de huidige koers van 122 dollar per vat ziet dat er dus veelbelovend uit.”

Van Seventer signaleert dat een aantal industriële bedrijven al voorsorteert op de vergroening van de economie. „Ze investeren samen met de WUR veel tijd en geld in onderzoek naar duurzame alternatieven zoals bioplastics. Naar mijn overtuiging zijn dit de bedrijven van morgen.”

Wageningse universiteit maakt bioplastic uit bermgras

Groen & duurzaamheid

RD.nl in uw mailbox?