Ve skutečnosti však na nás čekal on. Přírodní biopolymer PHBV—poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyvalerát) je něco jako tuk buněk. Vývojem levnějších výrobních procesů přišla jeho chvíle, jelikož má variabilní vlastnosti a celou řadu možných použití. Pro svou biokompatibilitu v medicíně, pro mechanické vlastnosti v obalech. Během Erasmu v Nizozemsku jsme se podívali na paletu vlastností, kterou mu namíchali „holandští mistři“ na TU Delft, kde se vyvíjívýroba PHBV z bioodpadu.
Bakterie si ve stresu vytvářejí zásoby polyhydroxyalkanoátů (PHA) na horší časy. Pro tkáně člověka jsou biopolymery PHA také chemicky přirozené a nevyvolávají imunitní reakci. Jsou tedy vhodné jako nosiče cílené léčby nebo „umělých“ orgánů. Jedním z PHA je i PHBV—kopolymer kyselin b-hydroxymáselné a b-hydroxyvalerové. Ve světě se zatím skloňoval jen PHB, tedy čistý homopolymer první z těchto kyselin. Jelikož PHB je poměrně křehký materiál, přítomnost druhé kyseliny, b-hydroxyvalerové, je právě tím, co dělá PHBV tak výjimečným.
Nejen obal léčiv, ale i obal obalů
PHBV drží v mechanických vlastnostech krok s mnohými syntetickými polymery. Některé vlastnosti mu může závidět i polymléčná kyselina (PLA)—biopolymer dnes již běžně používaný v obalech, medicíně nebo v 3D tisku. PHBV je méně křehký, je elastický, odolný vůči UV záření a dobře drží aroma nebo vlhkost. Na rozdíl od PLA je rozložitelný i ve vodě a v půdě, a tedy nezatěžuje planetu jako mikroplasty. Přesné vlastnosti PHBV lze navíc podle obalového materiálu doladit poměrem jednotlivých hydroxykyselin v polymerním řetězci. Zní to dobře, tak kde byl dosud problém?
Plasty nejsou z cukru. Bioplasty ano
Výroba plastů z ropy je zatím levnější než výroba z biomasy. Dnešní produkce PHBV třeba z cukrové třtiny je podobná výrobě rumu. Zkvašením rostlinných cukrů se však nezískává alkohol, nýbrž takzvané nižší mastní kyseliny. Těch se pak zhostí bakterie, které je polymerují na PHBV. Na ceně PHBV se tedy podílí i vstupní surovina. Bioplasty z brambor tedy jistě nejsou konečným ani optimálním řešením.
Vyrábět bioplasty z jídla? Raději z odpadu z jídla!
Potravinový odpad je dnes globálním a klimatickým problémem. Ročně se vyhodí až třetina jídla—1,3 miliardy tun. Díky obalům je však v Evropě „foodwaste“ z produkce pouze 3 %. Balením se totiž prodlužuje životnost potravin, čímž se také šetří energie a voda. Zhruba pětina domácího odpadu je však pořád bioodpad. Slupky z banánů, pecky z avokád, ale i prošlá šunka mají nepochybně lepší způsoby zhodnocení než spálení na teplo. Třeba v Praze lze po objednání hnědé popelnice třídit zatím jen rostlinný bioodpad k výrobě kompostu.
Čím více odpadu z jídla, tím méně odpadu z jídla
V rámci výzkumného projektu na TU Delft jsme zkoumali možnosti použití právě PHBV v obalech potravin. Výrobu PHBV patentovanou technologií z bioodpadu zavádí ve spolupráci s TU Delft konsorcium nizozemských společností, které staví na zdejší infrastruktuře tříděného bioodpadu. Rozložitelné PHBV se tak může vracet v koloběhu bioodpadu, pokud by jej ovšem nešlo opakovaně použít nebo recyklovat.
Slunce, seno a kejda z prasátek
Naši předkové ve vesnicích měli příklady dobré praxe cirkulárního využití bioodpadu z hospodářství. Ve sterilním prostředí rozvinutých velkoměst je potřeba také zavést způsoby minimalizace a efektivního využití bioodpadu. PHB z odpadních fritovacích olejů vyrábí v Česku společnost Nafigate, na Slovensku by zase měla letos začít výroba plastu Nonoilen®—směsi PHB a PLA.
Autor je studentem chemického inženýrství
