Bioplaster – biologiskt nedbrytbar plast gjord av biologiska ämnen snarare än petroleum – kan skapas på ett mer ekonomiskt och miljövänligt sätt från biprodukter från majsstubb, gräs och mesquite jordbruksproduktion, enligt en ny studie av en forskare från Texas A&M AgriLife Research.

Detta nya tillvägagångssätt involverar en "plug-in" förkonditioneringsprocess, en enkel justering för biobränsleraffinaderier, sa Joshua Yuan, AgriLife forskare, professor och ordförande för Synthetic Biology and Renewable Products vid Texas A&M University College of Agriculture and Life Sciences Department of Plant Pathology. Dessa "plug-in"-tekniker möjliggör optimering av hållbara, kostnadseffektivt lignin – nyckelkomponenten i bioplast som används i livsmedelsförpackningar och andra vardagliga föremål.

Projektet på 2,4 miljoner dollar finansieras av U.S. Department of Energy's Energy Efficiency and Renewable Energy Bioenergy Technologies Office. Forskningen har nyligen publicerats i Naturkommunikation .

Yuan och forskare lämnar in nästa fas förfrågningar om ytterligare projektfinansiering.

Effektiv utvinning och användning av lignin är en stor utmaning för biobränsleraffinaderier, sa Yuan.

"Vår process kräver fem konventionella förbehandlingstekniker och modifierar dem för att producera biobränsle och plast tillsammans till en lägre kostnad."

Yuans forskning bygger på tidigare arbete med att undersöka förbättrade extraktionsmetoder för lignin.

Den nya metoden, benämnd "plug-in förkonditioneringsprocesser av lignin, " eller PIPOL, kan läggas till direkt i nuvarande bioraffinaderier och är inte oöverkomlig, sa Yuan. PIPOL är designat för att integrera upplösning, konditionerande och jäsande lignin, omvandla den till energi och göra den lätt anpassningsbar till bioraffinaderikonstruktioner.

Yuan sa att bioekonomin och biotillverkningssektorerna är en federal prioritet eftersom Vita husets kontor för vetenskap och teknikpolitik pekar på bioekonomins infrastruktur, innovation, Produkter, teknik och data för att förbättra USA:s ekonomiska tillväxt.

Bioekonomin stöder cirka 285, 000 jobb och genererar 48 miljarder dollar i årliga intäkter.

"Innovation är nyckeln till att uppnå tillväxt och en mer utbredd användning av biologiskt nedbrytbar plast. Kommersialisering av lignocellulosabioraffinaderi hindras av begränsade förädlingsprodukter från biomassa, bristande användning av lignin för fungible produkter och generellt lågvärdig produktion med etanol som primärprodukter, ", sade han. "Denna senaste upptäckt kommer att göra betydande framsteg för att övervinna några av dessa utmaningar."

Yuan hyllade också forskningen för dess miljövänliga aspekter.

"Vi producerar över 300 miljoner ton plast varje år, " sade han. "Det är avgörande att ersätta dem med biologiskt nedbrytbar plast. Detta arbete ger en väg att producera bioplast från vanligt jordbruksavfall som [det från produktion av] majs och annat gräs och trä. Vi tror att den här forskningen är mycket industriellt relevant och kan bara hjälpa bioraffinaderi- och polymerindustrin att [nå] större effektivitet och ekonomiska möjligheter."

AgriLife Research och College of Agriculture and Life Sciences delar ett åtagande att söka lösningar genom vetenskap för att lösa miljöutmaningar. Deras forskning har redan funnit att hållbara produkter som mesquite och durra med hög tonnage kan användas som råvara för produktion av biobränsle.

Jordbruksbiprodukter som majsstubb och andra gräs är alternativa råvaror för biobränsleanläggningar, sa Yuan. Dessa skapar potentiella nya intäktsströmmar för bönder såväl som transportsektorn som transporterar skördade råvaror och grödor av biprodukter till raffinaderiverksamheten.

"Vi har visat att bioplaster från lignocellulosabioraffinaderier kan vara mer ekonomiskt fördelaktiga, som öppnar nya vägar för att använda jordbruksavfall för att producera biologiskt nedbrytbar plast, "Sade Yuan. "Upptäckten kommer att mildra globala klimatförändringar genom att ersätta fossilt bränsle och icke-nedbrytbar plast med förnybar och biologiskt nedbrytbar plast."