Processo di produzione del PLA
Plastiche biodegradabili
Il termine biodegradabilità è entrato nel linguaggio comune da quando la nostra società ha dovuto fronteggiare i seri problemi ambientali che ormai tutti conosciamo. La biodegradabilità è un concetto molto semplice e strettamente legato al “mondo naturale” perché la natura stessa è coinvolta in questo processo. Una sostanza, indipendentemente dalle sue condizioni, si degrada grazie all’azione di microrganismi presenti in natura. Se il grado di umidità è sufficientemente elevato, questi microorganismi digeriscono e degradano le molecole organiche rilasciando molecole inorganiche semplici quali acqua e CO2 e producendo calore. I prodotti di degradazione ritornano spontaneamente nel ciclo naturale e non sono tossici.
Per il momento, i materiali in plastica odierni sono molto resistenti e hanno tempi di degradazione molto lunghi. La sfida che ci siamo proposti è sviluppare nuovi polimeri che abbiano tutte le caratteristiche dei materiali già in uso, ma che siano allo stesso tempo biodegradabli alla fine del loro ciclo di vita.
L’attuale obiettivo di Galatea Bio Tech Srl è la produzione di bioplastiche in PLA (acido polilattico) completamente biodegradabili e compostabili, nonché di altre bioplastiche che siano 100% biodegradabili e 100% compostabili (Materiali & Compounding).
L’acido lattico è un building block per la sintesi di PLA, un polimero biodegradabile comunemente usato in diversi settori grazie alla sua trasparenza e alla sua buona processabilità.
In passato l’acido lattico veniva prodotto principalmente per sintesi chimica a partire da risorse fossili. Uno dei maggiori svantaggi di questo tipo di processo è la produzione di una miscela racemica. La purezza ottica dell’acido lattico è infatti un fattore essenziale per la produzione del PLA perchè determina le proprietà fisiche del polimero.
Il PLA è un poliestere alifatico, prodotto principalmente attraverso un processo chimico industriale di policondensazione dell’acido lattico e/o dalla polimerizzazione per apertura dell’anello (ROP – Ring-Opening Polymerization) del lattide.
Gli isomeri D- e L- dell’acido lattico possono essere polimerizzati nelle forme enantiomericamente pure di poli-L-LA (PLLA) e poli-D-LA (PDLA) e nel polimero poli-D,L-LA (PDLLA).
Oggi l’acido lattico viene prodotto anche attraverso la fermentazione di microrganismi, in particolare del genere Lactobacillus. Questi batteri hanno elevate capacità di resistenza a bassi valori di pH e pertanto l’acido lattico viene prodotto sottoforma di lattato. Questa è una delle maggiori problematiche nell’utilizzo di questo microrganismi. L’acido lattico deve essere infatti rigenerato in un passaggio successivo utilizzando acidi chimici.
La produzione fermentativa di lattato offre un grande vantaggio nel produrre le forme otticamente pure di acido D- e L-lattico.
Ancora oggi la polimerizzazione del PLA avviene mediante un processo chimico industriale di policondensazione dell’acido lattico e/o dalla polimerizzazione per apertura dell’anello (ROP – Ring-Opening Polymerization) del lattide.
In futuro il PLA potrà essere prodotto a livello industriale direttamente da fermentazioni microbiche a partire da scarti e sottoprodotti agroindustriali. Galatea Bio Tech Srl ha sviluppato un brevetto proprio su questa nuova tecnologia di produzione (vedi sezione Brevetti ).
UN UNICO PASSAGGIO. Il nostro approccio molecolare prevede la semplice e diretta produzione degli isomeri di acido D- e L-lattico e la loro polimerizzazione in poli-L-LA (PLLA) o poli-D-LA (PDLA) puri direttamente all’interno di una stessa cellula microbica.
ECONOMIA CIRCOLARE. Rifiuti organici o prodotti di scarto dell’industria agroalimentare possono essere utilizzati come biomassa per la fermentazione microbica e quindi per la produzione di PLA. Una scelta imprescindibile se si vuole sviluppare un processo produttivo di tipo circolare.
