PHA-produktion och nerbrytning inom en industriell symbios. : Kan PHA produceras i en industriell symbios och har det rätt nedbrytningshastighet

Sammanfattning: Sverige har som mål att vara koldioxidneutralt år 2045 och inte öka jordensmedeltemperatur med mer än 2°C. För att uppnå detta mål måste mängdenfossilbaserade produkter minskas eller fasas ut helt ur den svenska marknaden. Idagsläget är majoriteten av all plast producerad av fossila råvaror. Förbränning avfossil plast leder till betydande utsläpp av växthusgaser till atmosfären.Nedskräpningen av fossilbaserad plast på land och i hav, utgör samtidigt ett av detsvåraste miljöproblemet. Ett alternativ är att ersätta fossilbaserad plast medPolyhydroxyalkanoater (PHA) som är producerad av förnybara råvaror och heltbiologiskt nedbrytbar i naturen. Bakterierna producerar PHA när de får flyktigafettsyror (VFA). I det här projektet användes bakterier i ett bioslam från ett massa-och pappersbruks reningsverk. Bioslammet är rikt på bakterier som har förmågan attackumulera PHA och när VFA tillsätts lagrar bakterierna dessa ämnen i sina cellersom kol- och energikälla. Den största utmaningen vid PHA-produktion är den lågalönsamheten till följd av höga produktionskostnader för VFA. Det finns en möjlighetatt sänka kostnaderna genom att skapa en industriell symbios där olika industrierutnyttjar varandras restprodukter och spillvärme. Lixea är ett företag i Kristinehamnsom använder restprodukter från skogsindustrin för att skapa nya hållbara produkter.Under deras process bildas ett rejektvatten som innehåller VFA. Ett annat företagkan eventuellt kombinera bioslammet från ett massabruk och VFA från Lixea för attproducera PHA. Den producerade PHA kan sedan användas till en plastfilm till BlueOcean Closures skruvkorkar och planteringsskyddet Tubesprout. Om alla företagkan samarbeta har en industriell symbios mellan fem företag skapats.I detta examensarbete undersöks några av de grundläggande nödvändiga processernai en industriell symbios. Går det att producera PHA inom symbiosen och har PHArätt nedbrytningshastighet för att passa produkterna i symbiosen? Målet medexamensarbetet är att utforska användningen av PHA som material för Tubesproutoch en plastfilm för Blue Ocean Closure, med särskilda krav på nedbrytningstid iolika miljöer. Utveckla en påskyndad nedbrytningsmetod av biologiskt nedbrytbartmaterial. I ackumuleringsförsöken av PHA används bioslam från Stora EnsoSkoghalls bruk och VFA från Lixea För att analysera om biomassan ackumuleradePHA används metoderna FT-IR och acetonextraktion. PHA genomgick ettnedbrytningstest tillsammans med fyra andra material PE, PLA, Blue Ocean Closureskruvkork och Tubesprout för att undersöka hur snabbt de bryts ner. Materialentestas i fem olika miljöer kompost, två tallskogsmarker där en är berikad medhydrokol, sjön och en ny utvecklad aktivslam. Den nya metoden aktivslam ärmikroorganismer tagna från ett kommunalt reningsverk. Nedbrytningshastighetbestämdes genom att mäta viktminskningen av materialet, mikroskopbilder ochbilder ovanför materialet.Resultatet visar att VFA från Lixea kan ackumulera PHA men att bakterierna dogefter ca 12 timmar. Den högsta halten PHA som ackumulerades i biomassanmotsvarade 10,3 procent av biomassans torrsubstans. PHA har likartadnedbrytningshastighet som Tubesprout vilket innebär möjligheten att ersätta PHA        som material till en Tubesprout. PHA till en plastfilm skulle fungera ur ettnedbrytnings perspektiv där kravet var att den bröts ner med nästan samma hastighet.I nedbrytningstesten hade aktivslam bäst nedbrytningshastighet hos alla material.Aktivslam är en enkel metod som kan användas som ett snabbtest vid undersökningav biologiskt nedbrytbart material.