Osobom biegłym w sztukach kulinarnych skrobia kojarzyć się będzie jako zagęstnik do budyniów czy kisieli, ale także sosów, składnik niektórych ciast i ciasteczek (by nie wspomnieć o kluskach). Zainteresowani zdrową dietą dorzucą pewnie jeszcze słowo o skrobi opornej, cennej dla naszego zdrowia z racji tego, że wspomaga oczyszczanie układu pokarmowego, odżywia bakterie jelitowe, reguluje procesy trawienne…
Tyle przeciętny Kowalski, ale powyższa lista nie wyczerpuje oczywiście mnogości zastosowań skrobi. To jeden z podstawowych składników pokarmowych, również w paszach dla zwierząt, wykorzystywany ponadto w przemyśle farmaceutycznym (jako wypełniacz i składnik otoczek leków i suplementów diety), kosmetycznym (np. do produkcji talku, pudrów, suchych szamponów), a także włókienniczym (do wspomnianego wyżej usztywniania tkanin). Skrobię wykorzystuje się także do produkcji papieru i klejów.
Tyle w temacie zastosowań bardziej tradycyjnych. W dobie prób ograniczenia zalewu niedegradowalnych lub trudnodegradowalnych odpadów, w tym z tworzyw sztucznych, o skrobię upomniał się także przemysł opakowaniowy i pokrewne. Jako biodegradowalny biopolimer ma bardzo szerokie zastosowanie, a jej znaczenie stale rośnie – w związku z nowymi dyrektywami opakowaniowymi, ale i coraz większą świadomością odbiorców, zainteresowanych materiałami mniej szkodzącymi środowisku.
W roku 2023 tworzywa biodegradowalne, w tym PLA, PHA, mieszanki skrobiowe i inne, stanowiły ponad 52% (ponad 1,1 mln ton) światowych zdolności produkcyjnych biopolimerów (sumaryczna produkcja wszystkich biopolimerów wyniosła 2,18 mln ton).
Poza wieloma plusami, biopolimery – w tym skrobia – mają jednak swoje minusy: są bardzo kruche i, aby spełniać swoje funkcje, wymagają stosowania plastyfikatorów oraz innych dodatków ułatwiających ich przetwórstwo oraz poprawiających ich właściwości użytkowe. To sprawia, że równie ważny, jak rynek samych biopolimerów, staje się rynek dodatków do nich. Tu czai się pułapka – bo co z tego, że biopolimery są przyjazne środowisku, skoro już dodatki do nich mogą niekoniecznie takie być?
W tym zakresie istotne jest, aby użyty dodatek nie tylko poprawiał funkcjonalność skrobi, ale – tak jak ją samą – można było go otrzymać z surowców odnawialnych. Obecnie nie ma w Polsce i na świecie skutecznych i tanich biomodyfikatorów przeznaczonych do materiałów i kompozytów opartych na skrobi. Stosowane standardowo plastyfikatory samej skrobi, tj. woda i gliceryna, nie pozwalają na otrzymanie materiału o dobrych parametrach w zakresie chłonności wody czy odpowiedniej wytrzymałości, a w dodatku nie są łatwe w przetwarzaniu.
To jednak, co dla jednych jest problemem, dla innych staje się wyzwaniem. Naukowcy z Łukasiewicz – ICSO „Blachownia” odpowiadają na to wyzwanie projektem „Opracowanie biomodyfikatorów do materiałów opartych na skrobi”, realizowanym w ramach XV edycji programu Lider pod kierunkiem dr Hanny Nosal-Kovalenko.
Ogromny potencjał skrobi – łatwo dostępnego materiału, równocześnie odnawialnego i biodegradowalnego – wciąż pozostaje niewykorzystany. Rezultatem projektu będą w pełni biodegradowalne biomodyfikatory, przeznaczone do plastyfikacji skrobi i modyfikacji materiałów opartych na skrobi termoplastycznej. Taki biomodyfikator będzie zapewniał zmniejszenie kruchości materiału skrobiowego w porównaniu z używanymi obecnie plastyfikatorami, takimi jak glicerol czy sorbitol.
Istotą innowacji jest zsyntetyzowanie takiego biomodyfikatora, który będzie posiadał grupy funkcyjne pozwalające na oddziaływanie nie tylko z matrycą polisacharydową, ale również z innymi dodatkami, w tym innymi biopolimerami zastosowanymi w układzie. Dodatkowo projekt zakłada także stworzenie możliwości jego produkcji wielkotonażowej poprzez opracowanie założeń projektowych produkcji modyfikatora w skali przemysłowej.
Rezultat projektu będzie nowością na rynku krajowym i światowym, gdyż tego typu produkty (biomodyfikator dedykowany do plastyfikacji skrobi, biomodyfikator kompatybilizujący układy na bazie skrobi oraz materiał na bazie skrobi o obniżonej migracji) nie są w ogóle produkowane w Polsce, natomiast te dostępne na rynkach światowych nie spełniają w pełni oczekiwań odbiorców.
Brzmi dobrze? Dodajmy do tego fakt, że znalazła się już firma zainteresowana produkcją biomodyfikatora – i jest to firma polska – a sam produkt także najpierw pojawi się na polskim rynku. Rozwiązania wypracowane w trakcie prac projektowych zostaną skierowane do ochrony patentowej, aby komercjalizacja pomysłu naukowców mogła przebiegać bez przeszkód.
Takie jest bowiem sedno pracy instytutów badawczych – by wypracowane w nich technologie nie pozostawały tylko efektownym popisem ludzkiej pomysłowości, ale jak najszybciej mogły zostać wdrożone praktycznie, przychodząc z pomocą ludziom i środowisku.
A skrobia kojarzyć nam się będzie z czymś więcej niż krochmalem, klajstrem czy kisielem…
Projekt „Opracowanie biomodyfikatorów do materiałów opartych na skrobi” jest współfinansowany/finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Lider XV (nr umowy: LIDER15/0062/2024).
Napisz komentarz
Komentarze