Algae As a Substitute For Plastic
- Shasini Muthuraja Vijayalakshmi
- Dec 2, 2024
- 4 min read
We’ve all heard about how plastic is detrimental to our planet because it creates microplastic, which ultimately cannot biodegrade and can cause health problems for both us and other animals.. This is because the enzymes in organisms that break down substances don’t recognise the bonds in polymers such as polypropylene, which leads to them not being able to break these bonds. At one point these enzymes will find a way to break the bonds in the polymer, but it would take hundreds of years before this happens, which simply isn’t sustainable. So, what about biodegradable alternatives for plastic, called bioplastics?
There are various sources that bioplastics can be derived from; such as corn, gelatin, soy and milk proteins, etc. However algae would make it one of the best choices. This is because it wouldn’t generally interfere with our food source, while at the same time being tolerant to harsh conditions.
The process of making algae bioplastic generally involves these 7 steps:
Selection, which is the selecting which variety to use. Mainly varieties that have significant amounts of lipid and biomass are preferred, for example Spirulina and Chlorella
Growing, which is the cultivation of the selected algae and making sure other variables such as temperature, pH, etc are controlled.
Harvesting, which is when the algae is extracted from the growing environment using techniques such as filtration, centrifugation (uses centrifugal force to separate components) and flocculation (creating larger clumps of algae cells, so that they are easier to separate).
Lipid extraction, which is separating lipids from the algae. These lipids are the base for creating bioplastics
Bioplastic synthesis, which is when the extracted lipids, using polymerization (combining smaller molecules (monomers)), form bioplastics.
Characterization, which is when the made bioplastics are assessed to make sure their properties and quality are appropriate for the intended uses.
Waste utilization, which is reducing the amount of waste throughout the process and maximizing the use of components needed when making bioplastics.
During the process, harvested algae can also be blended with other materials, such as petroleum-based plastics (but these can’t biodegrade), cellulose, starch, or other polymers, to improve its properties and lifespan.
Bioplastics made out of algae have both positive and negative implications. As of the positives, bioplastic is obviously biodegradable, renewable, and also reduces our reliance on fossil fuels. Secondly, Algae absorbs atmospheric carbon during its growth, which is another positive implication for the environment. Also, when compared to other versions of bioplastics such as corn, cassava, etc; bioplastic made from algae is more water resistant and has better physical properties, such as more strength and elasticity.
Sources:
Översättning: Alger som ersättning för plast
Vi har alla hört om hur plast är skadligt för vår planet eftersom det skapar mikroplast, som i slutändan inte kan brutas ner biologiskt och kan orsaka hälsoproblem för både oss och andra djur… Detta beror på att enzymerna i organismer som bryter ner ämnen inte känner igen bindningarna i polymerer, såsom polypropen, vilket gör att de inte kan bryta dessa bindningarna. Vid en punkt kommer dessa enzymer att hitta ett sätt att bryta bindningarna i polymeren, men det skulle ta hundratals år innan det händer, vilket helt enkelt inte är hållbart. Så, vad sägs om biologiskt nedbrytbara alternativ till plast, så kallade bioplaster?
Det finns olika källor som bioplaster kan framställas från, såsom majs, gelatin, sojaprotein och mjölkprotein, med mera. Alger skulle dock vara ett av de bästa alternativen. Detta beror på att det vanligtvis inte skulle påverka vår livsmedelskälla och samtidigt är tåligt mot hårda förhållanden.
Processes för att tillverka algbioplast innebär vanligtvis dessa 7 steg:
Urval, vilket innebär att man väljer vilken algsort som ska användas. Framförallt föredras sorter som har betydande mängder lipid och biomassa, till exempel Spirulina och Chlorella.
Odling, vilket innebär att odla den utvalda algen och se till att andra variabler, såsom temperatur, pH-värde med mera, kontrolleras.
Skördning, då algerna extraheras från odlingsmiljön med hjälp av tekniker som filtrering, centrifugering (använder centrifugalkraft för att seperara komponenter) och flockulering (bildar större klumpar av algceller så att de blir lättare att separera).
Lipidextraktion , vilket innebär att separera lipider från algerna. Dessa lipider utgör basen för att skapa bioplast.
Bioplastsyntes, där de extraherade lipiderna genom polymerisering (kombination av mindre molekyler, så kallade monomerer) bildar bioplast.
Karakterisering, då den tillverkande bioplasten bedöms för att säkerställa att dess egenskaper och kvalitet är lämpliga för de avsedda användningsområderna.
Avfallsutnyttjande, vilket innebär att minska mängden avfall under processen och maximera användningen av de komponenter som behövs för att tillvera bioplast.
Under processen kan de skördade algerna också blandas med andra material, såsom petroleumbaserade plaster (dock kan dessa inte brytas ner biologiskt), cellulosa, stärkelse eller andra polymerer, för att förbättra deras egenskaper och livslängd.
Bioplaster tillverkade av alger har både positiva och negativa konsekvenser. Bland de positiva aspekterna är bioplasten appenbarligen biologiskt nedbrytbar, förnybar och minskar också vårt beroende av fossila bränslen. För det andra, absorberar alger atmosfärisk koldioxid under sin tillväxt, vilket är en annan positiv konsekvens för miljön. Dessutom, jämfört med andra versioner av bioplaster, såsom majs, kassava, med mera, är bioplasten som tillverkas av alger mer vattenresistent och har bättre fysiska egenskaper, såsom högre styrka och elasticitet.
