Les bioplastiques - des plastiques biodégradables fabriqués à partir de substances biologiques plutôt que de pétrole - peuvent être créés de manière plus économique et écologique à partir des sous-produits du chaume de maïs, production agricole de graminées et mesquite, selon une nouvelle étude réalisée par un scientifique du Texas A&M AgriLife Research.

Cette nouvelle approche implique un processus de préconditionnement "plug-in", un ajustement simple pour les raffineries de biocarburants, dit Joshua Yuan, Chercheur AgriLife Research, professeur et président de biologie synthétique et de produits renouvelables au département de phytopathologie du Texas A&M University College of Agriculture and Life Sciences. Ces technologies « plug-in » permettent d'optimiser la durabilité, la lignine rentable - le composant clé des bioplastiques utilisés dans les emballages alimentaires et d'autres articles de tous les jours.

Le projet de 2,4 millions de dollars est financé par l'Office des technologies de l'efficacité énergétique et de la bioénergie des énergies renouvelables du département de l'Énergie des États-Unis. La recherche a récemment été publiée dans Communication Nature .

Yuan et les chercheurs soumettent des demandes de financement de projet supplémentaires pour la prochaine phase.

L'extraction et l'utilisation efficaces de la lignine est un défi majeur pour les raffineries de biocarburants, dit Yuan.

"Notre procédé utilise cinq technologies de prétraitement conventionnelles et les modifie pour produire ensemble du biocarburant et des plastiques à moindre coût."

Les recherches de Yuan s'appuient sur des travaux antérieurs sur les méthodes d'extraction améliorées de la lignine.

La nouvelle méthode, nommé « processus de préconditionnement en plug-in de la lignine, " ou PIPOL, peut être directement ajouté aux bioraffineries actuelles et n'est pas prohibitif, dit Yuan. PIPOL est conçu pour intégrer la dissolution, conditionnement et fermentation de la lignine, la transformer en énergie et la rendre facilement adaptable aux conceptions de bioraffinerie.

Yuan a déclaré que les secteurs de la bioéconomie et de la biofabrication sont une priorité fédérale, car le Bureau de la politique scientifique et technologique de la Maison Blanche souligne l'infrastructure de la bioéconomie, innovation, des produits, la technologie et les données pour améliorer la croissance économique des États-Unis.

La bioéconomie en soutient quelque 285, 000 emplois et génère 48 milliards de dollars de revenus annuels.

« L'innovation est la clé pour atteindre la croissance et une utilisation plus répandue des plastiques biodégradables. La commercialisation des bioraffineries lignocellulosiques est entravée par des produits à valeur ajoutée limités issus de la biomasse, manque d'utilisation de la lignine pour les produits fongibles et production globale de faible valeur avec de l'éthanol comme produits primaires, ", a-t-il déclaré. "Cette découverte récente fera des progrès importants pour surmonter certains de ces défis."

Yuan a également vanté la recherche pour ses aspects respectueux de l'environnement.

"Nous produisons plus de 300 millions de tonnes de plastiques chaque année, ", a-t-il déclaré. "Il est essentiel de les remplacer par des plastiques biodégradables. Ce travail fournit une voie pour produire des bioplastiques à partir de déchets agricoles courants comme [celui de la production de] maïs et d'autres herbes et bois. Nous pensons que cette recherche est très pertinente sur le plan industriel et ne pourrait qu'aider à permettre aux industries de la bioraffinerie et des polymères d'atteindre une plus grande efficacité et des opportunités économiques. »

AgriLife Research et le College of Agriculture and Life Sciences partagent un engagement à rechercher des solutions par la science pour résoudre les défis environnementaux. Leurs recherches ont déjà montré que des produits durables tels que le mesquite et le sorgho à fort tonnage peuvent être utilisés comme matière première pour la production de biocarburants.

Les sous-produits agricoles tels que le chaume de maïs et d'autres graminées sont des sources alternatives de matières premières pour les usines de biocarburants, dit Yuan. Celles-ci créent de nouvelles sources de revenus potentielles pour les agriculteurs ainsi que pour le secteur des transports qui transporte les matières premières et les sous-produits récoltés jusqu'aux opérations de raffinage.

« Nous avons montré que les bioplastiques issus des bioraffineries lignocellulosiques peuvent être plus avantageux économiquement, qui ouvre de nouvelles voies pour utiliser les déchets agricoles pour produire des plastiques biodégradables, ", a déclaré Yuan. "La découverte atténuera les changements climatiques mondiaux en remplaçant les combustibles fossiles et les plastiques non dégradables par des plastiques renouvelables et biodégradables."