Bioplast
Bioteknologi
Dette er en rapport skrevet i forbindelse med et
fordybelsesområde i proces, levnedsmiddel & sundhed,
som indeholder problematikken bag verdens store
plastforbrug, samt en eventuel løsning på dette.
HTX 3. år
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 2 af 22
Indholdsfortegnelse
EUC SYD Højere Teknisk Eksamen ................................................................................................... 3
Forord ................................................................................................................................................. 4
1. Indledning ...................................................................................................................................... 5
2. Projektbeskrivelse .......................................................................................................................... 5
2.1 Indledning ................................................................................................................................ 5
2.2 Nøgleproblem: Miljøbelastende folier og emballage .......................................................... 5
2.2.1 Årsager .............................................................................................................................. 5
2.2.2 Virkning/konsekvenser:..................................................................................................... 6
2.3 Afgrænsning: ........................................................................................................................ 6
2.4 Problemformulering: ................................................................................................................ 6
2.4.1 Delspørgsmål til besvarelse af vores overstående problem: ............................................ 6
2.5. Produkt ................................................................................................................................ 6
2.6. Tidsplan ............................................................................................................................... 6
3. Plast og dets miljøkonsekvenser .................................................................................................... 7
4. Bioplast og dets opbygning ............................................................................................................ 8
5. Fremtidens plastik kan laves af kartofler og ris ............................................................................. 9
6. Produktet ..................................................................................................................................... 10
6.1. Krav til produktet .................................................................................................................. 10
6.2. Forsøg (Fremstilling af bioplast af kartofler & ris) ................................................................ 10
6.2.1. Materialer ...................................................................................................................... 10
6.2.2. Metode (Stivelse) ........................................................................................................... 11
6.2.3. Metode (Plast/folie) ....................................................................................................... 11
6.2.4. Resultater ....................................................................................................................... 11
6.2.5. Prisen for produktet ....................................................................................................... 13
6.2.6. Prisen for konventionel plast ......................................................................................... 14
6.2.7. Hvad sker der med bioplasten? ..................................................................................... 14
6.3. Bioplast genbruges på to måder ........................................................................................... 15
6.4. Bionedbrydelig plast og dets indflydelse på miljøet ............................................................. 16
Konklusion ........................................................................................................................................ 19
Kildefortegnelse ............................................................................................................................... 20
Bilag 1 (Test af nedbrydning af bioplasten) ..................................................................................... 21
Bilag 2 (amylosemolekyler og amylopectinmolykyler) .................................................................... 22
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 3 af 22
EUC SYD – Højere Teknisk Eksamen
Proces & Levnedsmiddel
Titel: Bioplast
Tema: Bioteknologi
Projektperiode: Uge 4 9 2011
Antal sider:
Fag: Proces A
Udarbejdet af: Resumé:
Gruppebetegnelse:
Gruppe 1
Klasse:
Procesholdet 3.x og 3.y
Årgang:
2008/2011
Vejleder(e):
Leo Steffensen & Ejnar Ørkild
Jeg har udarbejdet et projekt i Proces &
Levnedsmiddel med problemstillingen
omkring Miljøbelastende folier og
emballage. I rapporten er denne
problemstilling dokumenteret, samt forsøgt
at finde en løsning på dette en
bionedbrydelig plast, der kan anvendes til
emballage mm. Produktet er blevet testet
og prisen for produktet beregnet.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 4 af 22
Forord
Dette er et af mine projekter i Proces & Levnedsmiddel på 3. år på HTX Sønderborg.
Temaet for projektet Bioteknologi og derudfra valgte jeg at arbejde med problemstillingen
ved miljøbelastende folier og emballage. Ud fra problemstillingen har jeg forsøgt på
baggrund af et forsøg at fremstille bioplast som en anden form for folie og emballage.
Jeg har haft ugerne 4-9 2011 til udarbejdelse af rapport og et produkt - Bioplast.
Jeg har haft følgende lokaler og ressourcer til rådighed: Klasselokalet, mediateket,
laboratorierne og internettet.
Rapporten indeholder en del teori, hvilket dog er en nødvendighed da den er med til at
opbygge problematikken omkring miljøbelastende stoffer. Derudover er der behov for
noget basisviden omkring emnet for at viderearbejde min problemstilling.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 5 af 22
1. Indledning
Vi er omgivet af plastik. En europæer bruger 100 kg plastik om året og næsten hele produktionen
er baseret på olie og gas, som bekendt er en resurse, der snart slipper op og derudover er
miljøbelastende. Tænk hvis det var muligt at kompostere al den plastemballage vi bruger til
dagligt dvs. lade mikroorganismer nedbryde plastmaterialerne. Ved at sende plastemballage
direkte tilbage naturkredsløbet via kompostbeholderen i baghaven/baggården eller kommunens
affaldsindsamling, hvor det kan køres til central kompostering eller biogasanlæg, herved slipper vi
for at øge CO
2
-udslippet som vi udleder ved forbrænding af alm. plast på kraftværker.
Fascinationen af dette kredsløb skærpede interessen for biologisk nedbrydelige plastprodukter.
Bioplast vil som alternativ til den alm. plast muligvis betyde en reduktion i CO
2
-udslippet,
eftersom bioplasten er CO
2
-neutral ved bortskaffelse. For at konkretisere opgaven har jeg valgt at
beskæftige mig med fokus på biologisk nedbrydelig plast. I forhold til alm. plast som er baseret på
ikke-fornybare resurser som olie og naturgas er bionedbrydelig plast baseret på biologiske
produkter, som naturen frembringer og genskabes over en kort tidshorisont, hvilket gør produktet
til en fornybar resurse. Mit brug af ordet bioplast omhandler både erstatningsprodukter for
konventionel plast og andre produkter der kan laves af olie til emballage samt at bioplast er CO
2
-
neutral, hvis man ser bort fra energien der bruges i forarbejdningsfasen.
2. Projektbeskrivelse
2.1 Indledning
Plastik og andre former for emballage såsom aluminium er blevet naturlig anvendte materialer i
vores dagligdag. Problemet ved dem er dog at de er miljøbelastende og energikrævende bl.a. ved
fremstillingen og bortskaffelsen. Jeg vil derfor i dette projekt undersøge om det er muligt at
fremstille en anden form for emballage som er bionedbrydelig, og dermed ikke har nogen
indflydelse på miljøet.
1
Svenske forskere fra Chalmers institut for polymerteknologi har tidligere
opfundet en oxygentæt plast baseret på xylan - en polysaccharid som findes i de dele af korn, træ
og andre planter, der i dag betragtes som affaldsstoffer. Jeg vil derfor undersøge om det er muligt
at lave en form for emballage fra et biprodukt fra land- og skovbrug.
2.2 Nøgleproblem: Miljøbelastende folier og emballage
2.2.1 Årsager
Stor produktion samt forbrug af miljøbelastende folier.
Udledning af giftige stoffer ved fremstilling af f.eks. plastik.
1
Bioplast kan være fremtidens emballage. Udgivet af Ingeniøren/Fødevarer. Internetadresse:
http://ing.dk/artikel/68933 - Besøgt d. (Internet)
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 6 af 22
2.2.2 Virkning/konsekvenser:
Miljøbelastende folier fremstillet af aluminium eller oliebaseret plast.
Stigende mængder produktion og dermed også stigende mængder af folier(plast og
aluminium)der ender på lossepladsen og i værste fald i naturen.
De miljøbelastende folier og emballager kan ikke nedbrydes i naturen.
2.3 Afgrænsning: I dette projekt har jeg valgt at afgrænse mig til at beskrive de
negative konsekvenser ved de miljøbelastende emballager
fremstillet af aluminium eller oliebaseret plast, og herefter finde
frem til en mulig form for bionedbrydelig plast.
2.4 Problemformulering:
Hvad er konsekvenserne af fremstillingen af miljøbelastende emballage, og er det muligt
at fremstille en anden form for emballage som er lige så godt som f.eks. plastik og som
også er bionedbrydelig?
2.4.1 Delspørgsmål til besvarelse af vores overstående problem:
Er bioplast en egnet emballage? - I så fald, er det muligt at fremstille bioplast?
Kan bioplast laves så det er bionedbrydeligt og dermed ikke er miljøskadeligt?
2.5. Produkt
Fremstilling af bionedbrydelig plast til emballage.
2.6. Tidsplan
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 7 af 22
3. Plast og dets miljøkonsekvenser
2
Plastic skal udvindes af olie og gennem kemiske
processer. Det kræver meget energi og forurener
på den måde med CO
2
-udledning. Vi bruger ca.
350 millioner plastikposer om året, hvoraf de hver
typisk kasseres efter 20 minutter! Vi anvender
emballage og anden form for plast som aldrig før,
og der udvikles hele tiden nye syntetiske typer,
men også mere miljøvenlige plast materialer. I alt
bruger vi 250 millioner tons plastik om året! (se
figur 2)
3
Fordi plastic er så lang tid om at blive nedbrudt,
og ikke altid brændes eller genbruges, flyder der i
Afrika. Den er lavet af bitte små stykker plastik. Det
forurener og ødelægger havets liv. Men det er ikke
kun her det er et problem; overalt i naturen ligger
plastmateriale, som menneskene har efterladt og i
udviklingslande lever mennesker bogstaveligtalt i
en verden af plast. Kun omkring 5 % genbruges, og
størstedelen af resten ryger på lossepladser verden
over, her har det en levetid på flere hundrede år
fordi plastik holder længe når det ikke udsættes for
sollys, vind og vejr. 20 % ender dog i havet.
4
Plastik
er den største forureningskilde, se figur 1
Det er meget begrænset, hvad der genbruges af plast i dag og derfor bør man i fremtiden
fokusere på, at begrænse forbruget af toksiske stoffer(giftstoffer) samt øge forbruget af
vedvarende ressourcer, som ikke skader miljøet. Dette kan f.eks. være brug af biopolymerer,
anvendelse af biologisk nedbrydelig plast, anvendelse af naturlige fibre og farvestoffer, brug af
detergenter og emulgatorer baseret på olie og stivelse fra planter.
2
Salomon, Ib: Nu får plast et renere image. I: Illustreret videnskab nr. 16, 2010, s. 63 (Artikel)
3
Miljøkonsekvenser - Brede værk. Udgivet af National museet. Internetadresse:
http://bredevaerk.natmus.dk/undervisningstilbud/laerervejledning_til_emballage/gaet_en_emballage/milj
oekonsekvenser/ - Besøgt d. (Internet)
4
Plastik er ved at danne et nyt Atlantis. Udgivet af Avisen.dk . Internetadresse:
http://avisen.dk/blogs/extrasensoryperception/plastik-er-ved-at-danne-et-nyt-atlantis_18439.aspx - Besøgt
d. (Internet)
Figur 2 Plastforbrug siden 1950
Figur 1 Forureningskilder
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 8 af 22
Man bør i øvrigt ikke selv forbrænde konventionel plast, da 20 % af al plastik i bl.a. kartoner
afgiver giftige stoffer, med mindre det brændes ved meget høje temperaturer som i et
forbrændingsanlæg. Mange plasttyper såsom PET (PolyEthylenTerephthalat) indeholder skadelige
stoffer som kan komme fra antioxidanter der er i plasten for at gøre plasten modstandsdygtig
over for UV-stråling. Disse skadelige stoffer kan undgås ved bioplast!
4. Bioplast og dets opbygning
I al plast er grundsubstansen polymere, som er lange molekylekæder, der er opbygget af mindre
identiske enheder, som kaldes monomerer f.eks. glukose, som giver stivelse eller cellulose når de
enkelte molekyler er bundet sammen til lange kæder.
I bioplastens tilfælde er polymere organiske og fremstillet af naturen eller organiske råvarer. Ved
konventionel plast er polymere syntetisk fremstillet af gas eller olie.
De naturlige polymerer spiller en vigtig rolle i naturen og er til stede i alt levende væv (det er
f.eks. proteiner, DNA, polysakkarider som sukker og stivelse, fedtsyre mm.) Polymerernes
opbygning og struktur bestemmer deres egenskaber og derved deres anvendelses muligheder
inden for plastproduktionen. Afgørende bliver således polymerkædens form om den er
forgrenet eller linær, samt størrelsen og vægten af polymerkæden, og om kæden består af ens
eller forskellige polymerer. Derudover har bindingerne (enkelt eller dobbeltbinding) også en stor
betydning. På figuren nedenfor ses tre forskellige fornybare biopolymerer.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 9 af 22
Der forskes meget i at forstå relationerne mellem polymerstrukturen, som jo har en stor
betydning for anvendelsesområderne for bioplast. Derudover forskes der i hvordan de kan
reagere med tilsætningsstoffer(additiver), som også er en grundsubstans i plast.
Tilsætningsstoffernes anvendelse afhænger af hvilket produkt man ønsker at fremstille. De kan
eksempelvis være blødgøringsmidler, antioxidanter, fyldstof, varmestabilisering mm. Det er oftest
tilsætningsstofferne i konventionel plast der er miljøfarlige, når plasten afbrændes eller
deponeres. F.eks. kan afbrænding af syntetisk plast medføre dioxin-udslip, derudover kan
tungmetalindholdet være en årsag til at miljøet bliver belastet. Ved bioplast anvendes der dog
KUN biologisk nedbrydelige tilsætningsstoffer. Jeg har i øvrigt valgt at beskæftige mig med type
biopolymere og er derfor ikke gået i dybden med de to andre typer.
5. Fremtidens plastik kan laves af kartofler og ris
De stigende oliepriser samt drivhuseffekten gør, at forskning baner vej for plastik af biologisk
materiale. Plastik som fremstilles af råvarer som majs, sukkerroer eller cellulose er blevet
udnævnt til fremtidens plastik (type 1 biopolymere). Det biologiske materiale bliver på mange
måder anset for at være den oliebaserede plast overlegent. Eftersom der kan trænge ilt igennem
bioplasten, trives grønsager, frugt mm. bedre end i traditionel plastik. Desuden er bioplast som
tidligere nævnt CO
2
-neutralt, og kan derfor brændes eller komposteres uden at bidrage til
ophobning af CO
2
i atmosfæren.
5
Inden længe vil vi kunne huske konventionel plast som parentes i historien, men det kræver en
større kamp før biologiske materialer kan tage kampen op mod oliebaserede materialer. Dog har
biologiske materialer den fordel at man får et spektrum af egenskaber, og man kan skræddersy
materialets ydre. På længere sigt vil affald, overskudsmateriale fra landbrugsproduktion og
specialafgrøder som f.eks. elefantgræs kunne bruges som råvarer for plastfremstilling.
Ifølge Fødevareministeriet kan landbruget 3-5 doble produktionen af biomasse uden at det går
væsentligt udover produktionen af fødevarer. Og hvis man øger fødevareproduktionen vil der
også blive restprodukter, som kan bruges til bioplast.
I 2004 viste forskningen at det var muligt at fremstille bionedbrydelig plast af simple afgrøder som
f.eks. kartofler og ris, dog er det ikke blevet det helt store gennembrud på markedet. Forskerne vil
dog ikke røbe hemmeligheden bag deres opdagelse, hvilket har medført at jeg har gjort et lille
tankeeksperiment. Jeg formoder man fra henholdsvis ris og kartofler anvender stivelsen i og med
det er det eneste de har til fælles.
5
plast af planter. Udgivet af plast industrien. Internetadresse:
http://www.plastogklima.dk/Klimaogplast/Bioplast/Plastafplanter/ - Besøgt d. (Internet)
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 10 af 22
-C at stivelsen har suget så meget vand til sig at glukosen går i stykker, det gør at
viskositeten(en væskes, gas eller plasmas træghed eller dens indre friktion, kan skaffe oplysninger
om råvarers, halvfabrikaters og slutprodukters koncentration, konsistens og "hældbarhed".)
falder, og det kalder vi gelatiniseringspunktet.
indeholder en del vand(stivelsen bliver gummiagtig og gennemsigtig, når den er varm, og meget
hård og stiv, når den er kold). Da jeg ved at glycerin er et middel, der benyttes som blødgører i
bioplast, kan jeg forestille mig, at man anvender det sammen med stivelsen fra henholdsvis ris og
kartofler samt noget vand både for blødgøre denne hårde purøse masse. Både sukker og glycerol
kan fungere som blødgørere. Dette vil jeg basere det følgende forsøg (Fremstilling af bioplast af
kartofler & ris)på, hvor jeg vil forsøge at fremstille bioplast.
6. Produktet
6.1. Krav til produktet
Jeg havde forestillet mig, at fremstille bionedbrydelig plast baseret på materialer man også bruger
i hverdagen, og produktet skulle kunne fremstilles på enkelt vis.
I princippet er alt nedbrydeligt, bare man venter længe nok, bl.a. derfor er der udarbejdet
standarder for hvor hurtigt et materiale skal blive nedbrudt under komposterings betingelser,
samt hvad der må blive tilbage af nedbrydnings rester, for at det må kaldes bionedbrydeligt. Det
er derfor også et krav til mit produkt, at det overholder disse betingelser. Produktet skal derfor
være bionedbrydeligt i en sådan grad, at det ikke hindrer separat indsamling og den
komposteringsproces eller -aktivitet, som affaldet underkastes. Jeg kunne dog desværre ikke finde
de korrekte komposterings betingelser.
Produktet bionedbrydelig plast (Bioplast) skal derudover have samme anvendelsesområder som
Dog ønsker jeg mest, at fokusere på at materialet skal kunne nedbrydes efter brug og dermed løse
problemstillingen i min projektbeskrivelse med miljøbelastende folier og emballage.
6.2. Forsøg (Fremstilling af bioplast af kartofler & ris)
6.2.1. Materialer
Kartofler
Glycerin
Demineraliseret vand
Kartoffelskræller
Rivejern
Gryde
Varmelegeme
Viskestykke
Bakke
Bægerglas
Måleglas
Frugtfarve
Vægt
Frugtfarve
Papir
6.2.2. Metode (Stivelse)
I. Først skælles og vaskes kartoflerne for at fjerne skidtet, der kan sidde i skrællen, det gør
det færdige produkt stivelsen renere.
II. Kartoflerne rives for at få mest muligt stivelse overført til vandet i en senere
enhedsoperation, river vi kartoflerne. Rivningen skal være meget grundig hvis man ønsker
et godt slutresultat.
III. De revne kartofler bliver rørt op i 300 mL vand, hvilket får stivelse til at trække fra
kartoflerne over i vandet. Hvis enhedsoperationen ovenfor, rivning, ikke er udført godt
nok er der ikke særlig meget stivelse der kan gå fra kartoflerne over i vandet.
IV. Efter oprøringsprocessen, tages kartoffelmassen og presses således at det vand det har
opsuget bliver presset ud sammen med den stivelse som det har optaget.
V. Og igen røres kartoflerne op i 200 mL vand og presses for at få det ekstra stivelse ud af
kartoflerne.
VI. Igen presses massen for at få det sidste stivelse ud af kartoflerne.
VII. Vandet med stivelse stilles til bundfældning så stivelse falder til bunds, dette er
nødvendigt for at næste enhedsoperation er mulig.
VIII. Vandet hældes stille og roligt ud af bægerglasset hvor stivelsen er bundfældet. Dette
skulle gerne resultere i at der ikke er andet end næsten ren stivelse.
IX. Der tilføres 100 mL vand til stivelsen for at gøre det endnu renere.
X. Ligesom tidligere lader man det vaskede stivelse bundfælde for at gøre næste
enhedsoperation mulig.
XI. Den bundfældede stivelse dekanteres så vandet hældes fra. Herefter skulle der kun være
stivelse og en lille smule vand tilbage.
XII. Man lader det våde stivelse tørrer så man får det sidste vand til at fordamper.
6.2.3. Metode (Plast/folie)
I. 4g fugtig kartoffelstivelse omrøres med 20 mL vand og 2 mL glycerin.
II. Hvis man ønsker at tilsætte farve(frugtfarve), kan det tilsættes og omrøres.
III. Blandingen skal koges i et vandbad i ca. 15 min.
IV. Blandingen hældes ud på noget transparent papir i en bakke eller i en form.
V. Gelen skal tørres og herefter har man det færdige bionedbrydelige plast (bioplast)
6.2.4. Resultater
Efter produktionen testes plastens styrke og nedbrydelighed i naturen.
Kartoffelmel
Kartoffelstivelse (selv
lavet)
Ris stivelse (selv
lavet)
Udseende lige
efter det er
hældt ud på
det
transparente
papir.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 12 af 22
Udseende efter
4 dage
Tykkelse
Hvid = 4 mm Grøn = 2,5
mm
Blå 4,5 mm
Rød 1 mm
Styrke
Hvid = 2700 g Grøn =5000 g
Hvid = 26,46 N Grøn = 49 N
Blå = 4800 g
Blå = 47 N
Rød = 1,3 N
Rød = 150 g
Bionedbrydelig
efter x antal
dage
Grundet manglende nedbør
og mikroorganismer på
denne årstid er bioplasten
ikke blevet fuldstændigt
nedbrudt. Plasten har kun
været udsat for 2 mm regn
og 2,5 mm sne.(se bilag 1)
Hvilket tydeligvis ikke har
været nok. Plasten har
nemlig kun mistet farve og
fået en rækker huller. Dette
gør sig gældende for både
den grønne og hvide plast.
Kunne jeg ikke teste,
da jeg havde lovet en
sød dreng der hjalp
mig ved fremstillingen
af netop denne plast,
at han måtte få det.
Grundet manglende
nedbør og
mikroorganismer på
denne årstid er
bioplasten ikke blevet
fuldstændigt
nedbrudt. Plasten har
kun været udsat for 2
mm regn og 2,5 mm
sne.(se bilag 1)
Plasten har mistet
farve og har mistet
2/3 af sin oprindelige
størrelse.
Billeder efter
nedbrydelighe
dstest (20 dage
senere)
Kunne ikke testes
Det ses at plasten ikke skal laves for tynd, da det jo ses at den røde plast (1mm) ikke kan holde til
særligt meget i forhold til de tykkere stykker plast(kan holde til 1,3 N). Den røde plast er derfor
måske bedst egnet som madfolie eller lignende.
Den grønne plast er 1,5 mm tykkere og kan holde til 49 N, hvilket gør den til den stærkeste at de
producerede plastmaterialer med den blå som en knap efterfølger. Grunden til at den blå og
hvide plast (de tykkeste) ikke kan holde til mere, kan skyldes at de ikke har været 100 % tørre
endnu da testene er blevet udført. Jeg formoder derfor at de tykkere plaststykker kan være
mindst
f.eks. engangsbestik eller tilsvarende.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 13 af 22
Alt efter hvor hårdt eller blødt plasten skal være kan man optimere processen, hvilket kan gøres
ved at bruge mere glycerinopløsning, men stadig ikke for meget, fordi det er det der afgør
konsistensen, den skal jo hverken være for hård eller for blød, hvilket dog afhænger af
anvendelsesområdet.
På bilag 1 (Test af nedbrydning af bioplasten) ses i
øvrigt, hvorledes jeg har testet min plasts
nedbrydelighed i naturen. Jeg har derudover testet hvor
lang tid det ville tage for mit produkt at blive nedbrudt i
almindelig vand fra vandhanen, få at se hvad der ville
ske, hvis det lå ude i havet. Testene viste at i løbet af blot 2 dage mistede min plast farve, som var
blevet opløst i vandet og efter 9 dage havde plasten en meget slimet konsistens, og gik i stykker
ved meget små belastninger. Hvis plasten altså ville ligge i havet ville det nemt blive nedbrudt af
solens UV-stråling, vandet samt vejrets påvirkninger på plasten.
Jeg har for at sammenligne min bioplast med en konventionel plast(se figur 5) emballagepose der
kan holde til en belastning på 5000 g(49N), hvilket svarer til samme belastning som min grønne
plast kan holde til. Den er derudover 1 mm tyk, gennemsigtig og let brændbar i
forhold til min bioplast(se figur 4), derudover er det klart at den vil tage længere
tid om at nedbryde i naturen -
6
afhænger af hvor plasten
ligger og hvor meget uv-stråling der rammer det, men
det kan for en plasticpose tage fra 100- 1000 år om at
nedbryde. (En avis tager eksempelvis kun 3- 12 måneder
om at nedbryde).
6.2.5. Prisen for produktet
Der skal ifølge mit forsøg 105 g skrællede og revene kartofler til ca. 4,15 g ren kartoffel stivelse.
Altså et udbytte på 3,95 % af startvægten. For hver 1 kg kartofler kan man altså fremstille ca.
39,524 g stivelse (kartoffelmel).
Fra produktionen med ca. 4 g ren stivelse produceres ca. 5,49 g plast, hvilket svarer til, at man kan
fremstille 52,286 g plastik pr. 1kg kartofler. Den aktuelle pris for økologiske kartofler (produktet
6
Prisen på plast. Udgivet af plast industrien. Internetadresse: http://www.plast.dk/Fakta/Prisenpåplast/ -
Besøgt d. (Internet)
http://www.albertslund.dk - Affald er alt det, vi ikke har brug for længere. Udgivet af Genbrug.
Internetadresse:http://www.albertslund.dk/MiljoeOgForsyning/AffaldOgGenbrug/~/media/Filer_Albertslun
d_dk/MiljoeOgForsyning/AffaldOgGenbrug/Min%20by.ashx - Besøgt d. (Internet)
Figur 3 Nedbrydelighed i vand
Figur 5 Forbrænding af
bioplasten
Figur 4 Konventionel
plast
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 14 af 22
skal være så miljørigtig som muligt)er ca. 5 kr./kg. Derudover er prisen for 10 L glycerin er 875 kr.
7
I Sønderborg I 2011 koster en m
3
vand 55,75 kr. (incl. afgifter og moms)
8
.
Sammenregner vi så prisen for 1 kg bioplast bruges der ca. 25 kg kartofler dvs. for ca. 125 kr.
kartofler, for 3,408 kr. vand, og 0,166 kr. glycerin. Samlet er prisen afrundet til 129 kr. pr. 1 kg
bioplast. Hvilket jeg dog vil mene kan variere alt efter markedets priser på bl.a. kartofler. Prisen er
også taget fra supermarkeder og vil sikkert være billigere i storkøb. Men det er klart at det er en
6.2.6. Prisen for konventionel plast
”Priserne på plast varierer over tid og afhængig af plasttype, aktuelt (oktober 08) fra under en
10er for basisplast (PE og PP typer) til flere hundrede kroner kiloet for tekniske plasttyper.” (Citat:
Prisen på plast. Udgivet af plast industrien. Internetadresse:
http://www.plast.dk/Fakta/Prisenpåplast/ - Besøgt d. (Internet))Typisk afhænger
prisen på plasten af de aktuelle olieprisen, som bekendt er meget varierende.
6.2.7. Hvad sker der med bioplasten?
Ud fra mit tankeeksperiment i (5. Fremtidens plastik kan laves af kartofler og ris) er jeg efter
fremstillingen af min plast kommet med en anden formodning om hvad der sker; Jeg formoder
stadig at det er stivelsen der bruges. F.eks. består kartofler hovedsageligt af stivelse og proteiner,
der med vand danner den seje elastiske gluten ved opvarmning til det tidligere omtalte
gelatiniseringspunkt, hvor de lange stivelsesmolekyler sprænges og stivelsen dermed nedbrydes
til monosaccharidet glucose (druesukker). Under sammenrøringen i gryden fordeles vandet og de
enkelte gluten- og stivelsesmolekylers OH-grupper tillejrer vandmolekyler. Der dannes et netværk
af de lange molekyler, som får stivelsen til at holde sammen og lave den plastik vi fik lavet. Man
tilsætter så stadig glycerin for at blødgøre plasten, derudover gør det at plasten bliver mere
smidig og er holdbar i længere tid, end hvis man kun brugte stivelse blandet op med vand her
bliver plasten også meget porøst og smuldre efter få dage, kan altså ikke holde til noget. Derfor
må glycerinen med sin blødgørende effekt også have en indflydelse på styrken.
Ren stivelse vil som vist nedenfor bestå af de kædeformede amylosemolekyler og de forgrenede
amylopectinmolykyler(se bilag 2), som ved aldring vil blive krystalinske, (Molekylekæderne eller
dele deraf ligger i ordnede systemer, det ser ud som et fint gitter) hvilket gør at plasten
sammenholdes. Aldringsprocessen består i at amylosen og amylopectin krystalliseres sammen
med vand i løbet af 2 dage, ved at tilsætte glycerin forsinkes aldringsprocessen også en smule ved
at hindre amylosens krystallisation, hvilket gør at plasten ikke så hurtigt bliver porøs.
7
Glycerin 2,5 liter ekstra ren farmaceutisk kvalitet. Udgivet af Vera cura. Internetadresse:
http://www.veracura.com/shop/glycerin-2-5-235p.html - Besøgt d. (Internet)
8
Priser. Udgivet af Sønderborg forsyningen. Internetadresse:
http://www.sonderborgforsyning.dk/Vand/Priser.aspx - Besøgt d. (Internet)
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 15 af 22
6.3. Bioplast genbruges på to måder
Problemet med de forslag man hidtil er kommet med til bionedbrydelig plast er at i realiteten ikke
er nedbrydelige i naturen, men bionedbrydelig og biokomposterbar plast kan kun nedbrydes
under særlige kontrollerede betingelser(kontrol af fugtighed, temperatur og lys), og disse findes
derfor kun i industrielle anlæg og ikke i baghavens kompost. Den form for bioplast jeg har
fremstillet er dog på baggrund at mine forsøg nedbrydelig dog er dette afhængig af årstiden, da
vinteren ikke er den mest egnede årstid til at nedbryde noget.
Bioplast kan overordnet genbruges på to måder. Kompostbar plast kan nedbrydes og bruges til
gødning af f.eks. kartofler, som så kan udgøre en ny biomasse, som kan laves om til et nyt
plastprodukt. På denne måde kan min form for bioplast genbruges. Problemet her er dog at den
kompostbare plast ikke er så fleksibel som anden plast, hvilket gør at industrien fortrækker at
syntetisere biomassen så den bliver unedbrydelig, men stadig kan genbruges ved at blive smeltet
om til råplast og formes til nye produkter. Kredsløbet ses nedenfor.
Konventionel plast er syntetiske materialer, dvs. menneskeskabte. De består af kæder af
hundredvis af atomer af kulstof og brint. Kæderne er holdt sammen af meget stærke bindinger,
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 16 af 22
hvilket betyder, at ingen mikroorganismer kan finde ud af at nedbryde dem. Det er kun solens UV-
stråler, der over lang tid kan ødelægge bindingerne. Dvs. at plasten kan ligge på
deponeringsanlæg i årtier, fordi solen ikke når ret dybt ned i affaldet.
9
Af de 25 millioner tons
plastaffald europæerne producerede i 2008, havnede knap 12 millioner tons på
deponeringsanlæg, kun 5,3 millioner tons blev genbrugt, mens 7,5 millioner tons blev forbrændt
på forbrændingsanlæg, hvor energien fra forbrændingen bliver brugt til eksempelvis varme.
Grunden til man ikke vælger at genbruge større mængder af plast, er grundet problemet med at
det ikke er alle plasttyper der er egnede hertil, og det duer ikke at blande forskellige plasttyper.
Det er dyrt at sortere i hånden, så industrien arbejder i øjeblikket på at fremstille anlæg der
automatisk skelner mellem de forskellige plasttyper.
10
6.4. Bionedbrydelig plast og dets indflydelse på miljøet
Bionedbrydelig plast besidder umiddelbart en række interessante fordele:
Produceret ud fra en fornybar ressource.
Mindre CO
2
-udslip ved fremstilling og bortskaffelsen.
Kompostbarhed.
Nedenfor ses en oversigt over egenskaber og estimeret pris af biomaterialer sammenlignet med
syntetiske plasttyper:
Polymer
Vanddamp
permeabilitet
Oxygen
permeabilitet
Mekaniske
egenskaber
Forventet pris
(Euro/kg)
Stivelse
Høj
Lav
Gode
2-4
Proteiner
Høj-moderat
Lav
Moderate
1-8
polyhydroalkanoater
Lav
Lav
Gode
10-12
PLA (polylactid)
Moderat
Høj-moderat
Gode
1-2
LDPE (low density
polyethylen)
Lav
Høj
Gode-moderat
0,7-2
PS (Polystyren)
Høj
Høj
Moderat-dårlige
1-2
Der er ved bioplast dog også nogle udfordringer i forbedringer, hvilke ligger i de funktionelle
egenskaber og prisen.
11
Ifølge Henrik Skou Pedersen fra Bioplast Randers er det også muligt at fremstille Bioplast baseret
på andre biopolymere, såsom alger, helsæd, majs, træ mm. De fremstiller bioplast på 3 forskellige
måder, som kan ses i figur 6. Deres bioplast er naturligvis baseret på biomasse og er
bionedbrydeligt. De arbejder i øjeblikket meget i fermatering i mikroorganismer og fremstilling af
biokemikalier/monomere(ufarlige miljøvenlige additiver).
9
Salomon, Ib: Nu får plast et renere image. I: Illustreret videnskab nr. 16, 2010, s. 62-65 (Artikel)
10
Bertelsen, Grete og Claus. G Weber: Bioplast en realistisk mulighed. I: In-pak nr. 9, 21, s. 23 (Artikel)
11
Telefonsamtale med Bioplast Randers. Erhvers- og udviklingssekretariat, Laksetorvet, 8900 Randers:
Henrik Skou Pedersen d.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 17 af 22
Figur 6 Forskellige metoder til bioplast
De anvender biopolymere som celluloseacetat (CA), primært fra træ, men det findes i alle planter,
og produktet heraf anvendes til emballage, rør, profiler mm. Deres stivelsesbaserede bioplast
(majs, kartofler mm.), laves ved en ekstrudering og blanding af rene eller modificerede
stivelsespolymerer, som har et bredt anvendelsesområde ved bl.a. hygiejne og fødevarer.
Tidligere nævnte jeg at de arbejder meget inden for fermatering af mikroorganismer.
Polyhrdyoxyalkanoater (PHA) produceres af mikroorganismer fra f.eks. spildevand, og kan erstatte
fossilt-baseret plast, som ABS, PC, PS og polyolefiner. Det har derfor også et bredt
anvendelsesområde.
Polymælkesyre(PLA) som er stivelsesbaseret har også gode fysiske og mekaniske egenskaber og
kan erstatte PP, PET, PS, PE og cellofan, de er dog i øjeblikket ved at undersøge hvordan man kan
genanvende PLA. Det var dog ikke alle plasttyper som de fremstiller, de fremstiller også
Biopolyethylen (BioPE) og Biopolypropylen (BioPP)af sukkerrør, Biopolyakrylsyre (BioPAA) af
akrylsyre og syntetisk gummi. På figur 7 ses de erhvervsmæssige potentialer.
12
Så det er nu klart at
det er muligt, at fremstille andre former for bioplast med andre biopolymerer end den jeg har
brugt ved mit produkt, og at der er et klart potentiale i at fremstille bioplast da visse typer som de
12
Bioplastrapport Erhvervsmæssigt potentiale og perspektiver. Udgivet af Teknisk institut. Internetadresse:
http://www.randers.dk/dokumenter/biopolymerer%20-%20randers%20-%20anne-lise%20lejre(1).pdf -
Besøgt d. (Internet)
Figur 7 Erhvervsmæssige potentialer
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 18 af 22
laver kan gå ind og erstatte de konventionelle plasttyper, hvorimod min b-
13
efter miljøvenlige produkter med lavt CO
2
aftryk, hvilket gør at der er en positiv
udvikling i forbruget af bioplast, og man
forventer at forbruget vil udvikle sig som i
figur 8. Derudover har de stigende
oliepriser også en påvirkning på markedet.
Man er især interesseret i at anvende
bioplast i forbindelse med fødevareemballage(økologiske fødevarer), i landbruget og i
gartnerisektoren som nedbrydelige plantepotte. Men man har dog allerede haft f.eks. kuglepenne
og bionedbrydelige plastbestik lavet af ris på markedet. Allerede disse små nicheproduktioner kan
være vigtige spydspidser for et større gennembrud.
Leverandører af konventionel råplast mener dog ikke, at bioplasten vil få et gennembrud inden for
en overskuelig fremtid, da den er for dyr og har for dårlige materialemæssige egenskaber.
Producenter og landbruget har dog en positiv indstilling på bioplast, med prisen som det eneste
minus. Et væsentligt incitament for landbrugets interesse for bioplast, skyldes muligheden for
dyrkning af non-food-afgrøder på braklagte arealer.
13
Kort og langsigtede perspektiver for Bioplast. Udgivet af plast industrien. Internetadresse:
http://www.randers.dk/dokumenter/plastindustrien.pdf - Besøgt d. (Internet)
Figur 8 Perspektiver for Bioplast
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 19 af 22
Konklusion
På baggrund af min rapport har jeg fundet frem til, at plast baseret på biomateriale kan være en
del af fremtidens svar på klimaudfordringer og knappe olie- og gas ressourcer. Fremstilling af
bioplast bidrager til mindre CO
2
-udledning og er i modsætning til oliebaseret plast nedbrydeligt i
naturen. Derudover kan det i en væsentlig grad bidrage til at nedbringe det stigende globale
affaldsproblem.
I projektet har jeg produceret en form for bioplast, hvoraf materialerne og fremstillingen er
miljøvenlige og bionedbrydelige. Ud fra testene af produktet har det vist sig at være nedbrydeligt i
ren vand, dog har der ikke været tid til at undersøge den fuldstændige nedbrydelighed, dog efter
9 dage var plasten stærkt medtaget, var slimet (gik let i stykker)og havde mistet farve. Bioplastens
nedbrydelighed er i naturen i løbet af 20 dage(vinter) blevet testet, hvor der har været frost det
meste af tiden og kun 4,5 mm nedbør. Grundet manglende nedbør og mikroorganismer på denne
årstid er bioplasten ikke blevet fuldstændigt nedbrudt, men er dog blevet nedbrudt i form af at
have mistet farve og har fået huller, eller er blevet mindre, afhængig af bioplastens tykkelse.
Det er dog også efter min research blevet klart, at man kan fremstille andre former for bioplast
f.eks. PLA (biopolymer fra stivelse), PHA (biopolymer fra bakterier) mm. Hvoraf nogle har samme
egenskaber, som konventionel plast og dermed kan erstatte dem. Grunden til at de ikke er så
udbredt endnu er formentlig pga. prisen som er meget høje for bioplast, jeg forventer dog at man
i fremtiden vil fokusere mere på plast baseret af biomateriale da de fossile ressourcer slipper op.
Det er dog svært at vurdere om bioplasten står overfor et større gennembrud, da mange har en
skepsis overfor dets egenskaber og relativt høje pris. Materialeegenskaberne kan ikke opfylde de
krav der stilles ved mange af bioplasttyperne. Det gælder især bioplastens barrieremæssige
egenskaber, styrke og vandfasthed.
De seneste prognoser tyder på at ver
eller andet tidspunkt er nødsaget til at finde nye alternativer inden for plast f.eks. bioplast.
Derudover er der for alvor kommet fokus på problemerne med stigende affaldsmængder, og
miljøproblemer med bortskaffelsesmetoderne. Den voksende forståelse for problemerne har også
udmøntet sig i politisk initiativer. Øget genbrug og genanvendelse synes at være det aktuelle bud
på en løsning, men i længere sigt er bioplasten i mine øjne en så oplagt mulighed for at bekæmpe
problemerne, derfor bør der satses yderlige på forskning og projektmidler på dette område for at
må på banen så hurtigt som muligt, og se hvad den duer til.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 20 af 22
Kildefortegnelse
Internet
Bioplast kan være fremtidens emballage. Udgivet af Ingeniøren/Fødevarer. Internetadresse:
http://ing.dk/artikel/68933 - Besøgt d. (Internet)
Bioplastrapport Erhvervsmæssigt potentiale og perspektiver. Udgivet af Teknisk institut.
Internetadresse: http://www.randers.dk/dokumenter/biopolymerer%20-%20randers%20-
%20anne-lise%20lejre(1).pdf - Besøgt d. (Internet)
Kort og langsigtede perspektiver for Bioplast. Udgivet af plast industrien. Internetadresse:
http://www.randers.dk/dokumenter/plastindustrien.pdf - Besøgt d. (Internet)
Miljøkonsekvenser - Brede værk. Udgivet af National museet. Internetadresse:
http://bredevaerk.natmus.dk/undervisningstilbud/laerervejledning_til_emballage/gaet_en_emball
age/miljoekonsekvenser/ - Besøgt d. (Internet)
Plast af planter. Udgivet af plast industrien. Internetadresse:
http://www.plastogklima.dk/Klimaogplast/Bioplast/Plastafplanter/ - Besøgt d.
(Internet)
Plastik er ved at danne et nyt Atlantis. Udgivet af Avisen.dk . Internetadresse:
http://avisen.dk/blogs/extrasensoryperception/plastik-er-ved-at-danne-et-nyt-atlantis_18439.aspx
- Besøgt d. (Internet)
Plastaffald, Plastindustien . Set:
http://www.plast.dk/Fakta/Faktaomplastposer/Plastaffaldogdanskerne/. (Forside
billede)
Prisen på plast. Udgivet af plast industrien. Internetadresse:
http://www.plast.dk/Fakta/Prisenpåplast/ - Besøgt d. (Internet)
http://www.albertslund.dk - Affald er alt det, vi ikke har brug for længere. Udgivet af Genbrug.
Internetadresse:
http://www.albertslund.dk/MiljoeOgForsyning/AffaldOgGenbrug/~/media/Filer_Albertslund_dk/
MiljoeOgForsyning/AffaldOgGenbrug/Min%20by.ashx - Besøgt d. (Internet)
Artikler:
Edling, Lars: Fremtidens plast laves af kartofler og ris. I: Politiken, , Sektion: 4., s. 3-4
(Artikel)
Bertelsen, Grete og Claus. G Weber: Bioplast en realistisk mulighed. I: In-pak nr. 9, 21, s. 20-27
(Artikel)
Danmark, Plastindustien : Voksende markedspotentiale for bioplast. I: Plast panorama Scandinavia
nr. 5, 2002, s. 16-18 (Artikel)
Danmark, Plastindustien : Bionedbrydelige plasttyper og deres indflydelse på miljøet. I: Plast
panorama Scandinavia nr. 11, 1994, s. 16-19 (Artikel)
Salomon, Ib: Nu får plast et renere image. I: Illustreret videnskab nr. 16, 2010, s. 62-65 (Artikel)
”Rapporter”/bøger:
Jan Dyberg. Niels Jensen, Throbjørn Fangel & lars Boskov Hansen: En projektrapport om fremtiden
for biologisk nedbrydelig plast (bog). Aarhus universitet 1995/1996,
Andet:
Telefonsamtale med Bioplast Randers. Erhvers- og udviklingssekretariat, Laksetorvet, 8900
Randers: Henrik Skou Pedersen d.
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 21 af 22
Bilag 1 (Test af nedbrydning af bioplasten)
Nedenfor ses testforløbet af mit fremstillede bioplast. Da bioplasten var tørt, blev det lagt i en
blev udsat for miljøet udenfor. Jeg testede hver dag følgende ting hos min plast og miljøet hvori
den befandt sig:
Temperatur
( )
Nedbør
(mm)
Plastens udseende
Billede
Dag 1
1-2 (dag) -
1 (nat)
0 mm
Uforandret
udseende hos alle
plastmaterialerne
Unødvendig
Dag 2
-1 (dag) -3
(nat)
0 mm
Uforandret
udseende hos alle
plastmaterialerne
Unødvendig
Dag 3
0 (dag) -3
(nat)
2 mm
(regn)
Plastmaterialerne
er klart våde, men
ellers
uforandrede.
Unødvendig
Dag 4
-3 (dag) -5
(nat)
2,5 mm
(sne)
Plastmaterialerne
er en smule
klæbrige
Dag 5
-1 (dag) -4
(nat)
0 mm
Alle
plastmaterialerne
har mistet en
smule farve og den
røde er skrumpet
lidt efter snevejret.
Dag 6 -
20
Temperaturen
har svinget
mellem
-5 (dag) -9
(nat)
0 mm
Uforandret
udseende hos alle
plastmaterialerne
Unødvendig
Proces, levnedsmiddel og sundhed A
3.x Fordybelsesområde -
Side 22 af 22
Bilag 2 (amylosemolekyler og amylopectinmolykyler)