Bioplásticos uma alternativa ecológica

O Bioplástico é um plástico produzido a partir de recursos biológicos renováveis, completamente biodegradáveis.

Vantagens A maioria dos plásticos produzidos no mundo são sintéticos, compostos derivados de petróleo e demoram de 200 a 400 anos ou mais para se degradarem. E somente 15% dos plásticos são reciclados. Bioplástico em contato com um ambiente biologicamente ativo, ou seja, que tenha presença de bactérias e fungos, associado à temperatura e umidade, é transformado novamente em gás carbônico e água, concluindo o ciclo de vida sem impactar o meio ambiente.

“O Brasil produz 6 milhões de toneladas de plástico e o mundo 200 milhões de toneladas por ano. Por isso, o mercado do Bioplástico deverá crescer muito nos próximos anos”. Em 2015, o mercado de Bioplásticos no Brasil deve alcançar US$ 618 milhões, com 250.086 MT consumidas localmente. O mercado de Bioplásticos no Brasil é composto principalmente pelo PLA, um bioplástico obtido a partir do amido, e pelas resinas PHB, correspondendo a 1.286 MT (toneladas métricas) e receita de US$ 4,4 milhões.

O mercado de Bioplásticos no Brasil é composto principalmente pelo Ácido láctico e seu  ácido poli-lático polímero (PLA), um bioplástico obtido a partir do amido, e pelas resinas PHB, correspondendo a 1.286 MT (toneladas métricas) e receita de US$ 4,4 milhões. O Ácido poli-lático polímero (PLA) podem ser usado como alternativas para substituir os polímeros derivados de combustíveis fósseis como o plástico PET e isopor (polystyrene). Atualmente PLA já é utilizado como uma alternativa biodegradável para embalagens e materiais como fonte de fibras. PLA é uma alternativa economicamente viável em larga escala com uma produção atual de 450K  toneladas por ano.

As garrafas de elaboradas com o PLA Ingeo™ (Acido Poliláctico), é um bioplástico derivado de recursos anualmente renovável. Já as garrafas em PET (Tereftalato de polietileno) derivado do petróleo,é um recurso não renovável. Se desintegra em cerca de três a quatro meses sob condições de compostagem industrial (umidade de 80% e temperatura constante superior a 60º C) ou um pouco mais se descartado na natureza, sem produzir resíduos tóxicos.

O uso do PLA Ingeo™ utiliza 67% menos combustível fóssil para fazer a resina dos frascos comparados ao PET de tamanho similar. Isto conduz a 90% menos em emissões de gases de efeito estufa para se fazer a resina. Todas as emissões de gases de efeito estufa que são produzidas no processo de produção estão sendo diminuídos, minimizando o impacto no meio ambiente.

Polímero Termo que vem do grego (poli - muitas e mero partes) moléculas grandes ou macromoléculas, formadas de várias unidades repetitivas (monômeros). POLIETILENO

Ácido Lático CARACTERÍSTICAS 􀀹 Isomeria óptica: Destrógiro: D-ácido lático Levógiro: L-ácido lático (com atividade fisiológica) Racêmico: D,L-ácido lático 􀀹 Ponto de fusão: 18°C (racêmico) ; 28°C (D e L) 􀀹 Ponto de ebulição: 122°C (racêmico) 􀀹 Altamente corrosivo

Métodos de Produção O Ácido Lático pode ser produzido tanto por síntese química quanto por fermentação

SÍNTESE QUÍMICA 1. Adição de ácido cianídrico CH3CHO + HCN 􀃆 CH3CHOHCN (Lactonitrila) 2. Hidrólise por H2SO4 CH3CHOHCN + H2O + ½ H2SO4 􀃆 CH3CHOHCOOH (Ác. Lático) + ½ (NH4)2SO4 3. Esterificação CH3CHOHCOOH + CH3OH 􀃆 CH3CHOHCOOCH3 (Metil Lactato) + H2O 4. Hidrólise por H2O CH3CHOHCOOCH3 + H2O 􀃆 CH3CHOHCOOH + CH3OH 5. Oxidação do propileno glicol 6. Reação entre acetaldeído, CO e H2O a altas temperatura e pressão 7. Hidrólise do ácido cloropropiônico 8. Oxidação do propileno por ácido nítrico

Fermentação: As bactérias ou outros microorganismos produzem em massa os biopolímeros em bio-reatores (tanques de fermentação). Os biopolímeros (ácido lático) são extraídos dos bio-reatores e processados quimicamente em forma de plásticos.

Agentes As Bactérias Láticas podem ser divididas de acordo com os produtos formados: 1. Bactérias Homofermentativas - importantes na produção do ácido lático Os primeiros estágios da via metabólica da fermentação lática são os mesmos da fermentação alcoólica (via glicolítica). Intermediário importante: ácido pirúvico (lactato desidrogenase) Rendimento energético: 2 moles ATP / mol de glicose 2. Bactérias Heterofermentativas - fermentação da glicose resulta em vários produtos (ácido lático, oxalacético e fórmico). Degradam a glicose através da via oxidativa das pentoses fosfato. Intermediários importantes: ácido pirúvico e o aldeído acético. Rendimento energético: 1 mol ATP / mol de glicose

Agentes Microrganismo Carboidrato Temperatura L. delbrüeckii glicose, galactose (±) 45 - 50º C L. bulgaricus glicose, galactose, lactose 45 - 50º C L. casei glicose, galactose, lactose 30º C L. leishmanii lactose, galactose (±) > 30º C L. brerus (pentoaceticus) glicose, lactose(±), galactose (±) > 30º C

Agentes PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS 􀀹 Gram positivas 􀀹 Microaerofílicas - incapazes de sintetizar ATP por meio respiratório 􀀹 Catalase negativa - incapacidade de sintetizar hemeproteínas 􀀹 Não esporuladas 􀀹 Usualmente não apresentam mobilidade 􀀹 Apresentam colônias pequenas e apigmentadas 􀀹 Possuem habilidade biossintética limitada - necessitam de aminoácidos, vitaminas (riboflavina), bases purínicas e pirimídinicas (meios contendo peptona, extrato de levedura ou outros materiais vegetais ou animais digeridos) 􀀹 Bactérias acidófilas: bastonetes - não crescem a pH > 6,0 cocos - pH neutro pH ótimo para crescimento = 4,5

MEIOS DE PRODUÇÃO: Soro de leite, N orgânico: 4 - 5% de lactose Melaço, N orgânico, vitaminas, extrato de levedo: 12% de sacarose CONDIÇÕES DE PRODUÇÃO: Crescimento celular atinge seu máximo com 18 h Fermentação se completa entre 42 h a 5 dias pH: 5,0 - 5,8 (controle do crescimento de contaminantes) Adição de CaCO3 ou Ca(OH)2 : tamponamento do meio (a cada 6h) Agitação: manter o contato entre o CaCO3 e o ácido lático que vai se formando Rendimento Médio: 85 a 90% em relação ao açúcar consumido C6H12O6 + Ca(OH)2 􀃆 (2 CH3CHOHCOO-) Ca2+ + 2 H2O

Henry Ford, célebre patrão da Ford, utilizou materiais de soja para manufatura de peças automóveis. Um Ford típico de 1936 continha assim algum “plástico de soja” em diversas peças.