Wynalazek naukowców z Politechniki Lubelskiej może pomóc zmniejszyć liczbę odpadów w postaci jednorazowych kubeczków, talerzyków czy sztućców. Profesor Emil Sasimowski oraz mgr inż. Łukasz Majewski z Katedry Technologii i Przetwórstwa Tworzyw Polimerowych stworzyli biodegradowalną kompozycję polimerową z zastosowaniem pszennych otrębów.
– Jeśli chodzi o genezę powstania tej kompozycji, na początku analizowaliśmy prace z całego świata i zaobserwowaliśmy, że badacze z różnych regionów świata tworząc różne kompozycje biodegradowalne, wykorzystują napełniacze roślinne, które powstają w ich rejonie – mówi profesor Emil Sasimowski. – Są to na przykład włókna juty, jedwabiu, bambusa, łuski ryżu. Patrząc na ten trend, zaczęliśmy się interesować tym, jakie odpady pochodzenia roślinnego w największej ilości powstają w Polsce. Okazało się, że ilościowo najwięcej takich odpadów stanowią otręby pszenne. Tych otrębów na razie wprowadziliśmy do 50 procent. Czyli już połowę masy naszego materiału stanowią otręby, które są materiałem odpadowym z przemiału zbóż. Dzięki temu znacząco obniżamy cenę tego finalnego materiału. Planujemy, żeby wykonać dalsze badania i spróbować, by ta zawartość była większa.
– Główną zaletą jest to, że zawartość otrębów znacząco przyspiesza proces biodegradacji – mówi mgr inż. Łukasz Majewski. – Ale poli(bursztynian butylenu) jest materiałem kompostowalnym, czyli degraduje w bardzo specyficznych warunkach. Musi być odpowiednia temperatura, wyższa niż pokojowa, czyli ok. 50-60 stopni Celsjusza, odpowiednie szczepy bakterii, pH (kwasowość) oraz wilgotność. Czyli materiał ten w codziennym domowym użytkowaniu nie degraduje. Degraduje dopiero po trafieniu do kompostu. W warunkach kompostowania rozkłada się przez okres ok. 3 miesięcy. Po kilku latach, wyrzucając pierwszą miskę, kupujemy drugą. Ale kupując trzecią, pierwsza już dawno temu uległa rozpadowi. Dzięki temu śmieci nie ulegają takiemu nawarstwianiu się, tylko są utylizowane na bieżąco. A do tego nie idą na zmarnowanie, tylko stają się składnikiem kompostu, który następnie jest wykorzystywany chociażby w ogrodnictwie do użyźniania gleby.
– Proces wdrożenia jest bardzo szybki – mówi prof. Emil Sasimowski. – Firmy, które wytwarzają różnego rodzaju wytwory z tworzyw, mogą, korzystając z posiadanego parku maszynowego, od razu zastosować naszą kompozycję, odpowiednio dobierając parametry przetwórcze.
– W zasadzie możemy większość elementów codziennego użytku, z branży gospodarstwa domowego, zastąpić naszą biodegradowalną kompozycją – mówi mgr inż. Łukasz Majewski. – Choć myślę, że słomki niekoniecznie, ponieważ jest to bardzo cienki wytwór i przy tak dużym stopniu napełnienia ten element musiałby być na tyle gruby, że po prostu byłby za drogi, żeby wytwarzać z niego tego typu elementy. Bardziej chodzi tu o kształtki typu: talerzyki, widelczyki, miski, pojemniki, rączki do sprzętów kuchennych i tym podobne. Temperatura mięknienia tego materiału wynosi powyżej 100 stopni, czyli dobrze ciepłą wodę w temperaturze do 80 stopni Celsjusza możemy do tej miski wlać i nic się z nią nie będzie działo. Sam już od jakiegoś czasu testuję ją w domu. Wielokrotnie była myta w wodzie, suszona, były w niej spożywane ciepłe i zimne produkty. I nic się z nią nie dzieje. Użytkownik nie zauważy żadnej różnicy we właściwościach, sztywności czy twardości w porównaniu do tradycyjnych materiałów pochodzenia petrochemicznego.
– Okazało się, że otręby z pszenicy durum są ciemniejsze. Miska jest więc w bardziej brązowej barwie. Natomiast w przypadku dodania otrębów ze zwykłej pszenicy, ta barwa jest jaśniejsza – mówi prof. Emil Sasimowski. – Zawartość tych otrębów bardzo wpływa na barwę tego wytworu – od jasnobrązowej do ciemniejszej.
– Na pewno z uwagi na to, że otręby są produktem zbożowym, to znacznie lepiej będą z takiej miski smakowały również produkty pochodzenia zbożowego, takie jak płatki śniadaniowe czy makaron – mówi mgr inż. Łukasz Majewski. – Natomiast nawet z uwagi na dość intensywny, przynajmniej na początku, zapach podobny do chleba, na pewno będzie to wpływać na odczucia smakowe czy aromatyczne podczas spożywania potraw.
Wynalazek lubelskich naukowców został doceniony na Międzynarodowych Wystawach Wynalazków Geneva Inventions 2022 oraz iENA 2021, otrzymując dwa złote medale.
Obecnie badacze szukają firm, które chciałyby zastosować wynalazek.
LilKa/ opr. DySzcz
Fot. Politechnika Lubelska