Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues
Petroleum-based plastic has been widely used in many industries. However, it takes hundreds of years to degrade and causes widespread pollution to our environment. These problems led to the invention of bioplastics, which were comprised of natural biopolymers made from starch. The production of biop...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
M.G. Kholodny Institute of Botany, NAS of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://algologia.co.ua/journal/article/view/31.1.80 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Algologia |
Репозитарії
Algologia| id |
oai:algologia.co.ua:article-57 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Algologia |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
bioplastic glycerol sorbitol microalgae algal cultivation біопластик гліцерин сорбіт мікроводорості культивування водоростей |
| spellingShingle |
bioplastic glycerol sorbitol microalgae algal cultivation біопластик гліцерин сорбіт мікроводорості культивування водоростей Wong, Y.C. Roma, D.N. Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| topic_facet |
bioplastic glycerol sorbitol microalgae algal cultivation біопластик гліцерин сорбіт мікроводорості культивування водоростей |
| format |
Article |
| author |
Wong, Y.C. Roma, D.N. |
| author_facet |
Wong, Y.C. Roma, D.N. |
| author_sort |
Wong, Y.C. |
| title |
Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| title_short |
Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| title_full |
Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| title_fullStr |
Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| title_full_unstemmed |
Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| title_sort |
potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues |
| title_alt |
Потенціал біорозкладання та властивості біопластику з мікроводоростей |
| description |
Petroleum-based plastic has been widely used in many industries. However, it takes hundreds of years to degrade and causes widespread pollution to our environment. These problems led to the invention of bioplastics, which were comprised of natural biopolymers made from starch. The production of bioplastics from food-based starches such as tapioca and corn created competition between food and bioplastic production industries. Hence, this research study focuses on producing bioplastic from microalgae residue, which is a non-food based raw material that uses four different types of plasticizers: glycerol, sorbitol, glutaraldehyde and polyethylene glycol (PEG). Microalgae species for identification were obtained from the fish pond at the University Malaysia of Kelantan, before cultivating the species for 14 days. The microalgae residues were extracted through the centrifugation process. Three species were identified under the light microscope, Chlorella sp., Scenedesmus sp. and Monoraphidium sp. The production of bioplastic involved a manual stirring method using a hotplate magnetic stirrer, followed by drying the bioplastic in an oven at 60 oC. Results obtained showed that sorbitol and glycerol from microalgae are suitable to be used as a plasticizer for the production of bioplastic, however glutaraldehyde and PEG are not suitable. Bioplastics that used PEG and glutaraldehyde became cracked and brittle after the drying process. The characterization of bioplastics includes universal tensile testing machines, Fourier-transform infrared analysis and biodegradability tests being processed//undertaken on glycerol-based and sorbitol based bioplastic. Characterization of bioplastics proved that both glycerol and sorbitol have high potential for applications in daily human life. Bioplastics which used sorbitol as a plasticizer could be used in can be applied the production of plastic goods such as toys and household items due to its good resistance toward stress and minimal flexibility. Meanwhile bioplastics which used glycerol as a plasticizer could be applied to the production of plastic bags and plastic food wrap due to its elastic and flexible nature. |
| publisher |
M.G. Kholodny Institute of Botany, NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://algologia.co.ua/journal/article/view/31.1.80 |
| work_keys_str_mv |
AT wongyc potentialofthebiodegradabilityandcharacteristicsofbioplasticfrommicroalgaeresidues AT romadn potentialofthebiodegradabilityandcharacteristicsofbioplasticfrommicroalgaeresidues AT wongyc potencíalbíorozkladannâtavlastivostíbíoplastikuzmíkrovodorostej AT romadn potencíalbíorozkladannâtavlastivostíbíoplastikuzmíkrovodorostej |
| first_indexed |
2024-09-01T17:59:07Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:59:07Z |
| _version_ |
1809017520659628032 |
| spelling |
oai:algologia.co.ua:article-572023-09-13T11:31:06Z Potential of the biodegradability and characteristics of bio-plastic from microalgae residues Потенціал біорозкладання та властивості біопластику з мікроводоростей Wong, Y.C. Roma, D.N. bioplastic glycerol sorbitol microalgae algal cultivation біопластик гліцерин сорбіт мікроводорості культивування водоростей Petroleum-based plastic has been widely used in many industries. However, it takes hundreds of years to degrade and causes widespread pollution to our environment. These problems led to the invention of bioplastics, which were comprised of natural biopolymers made from starch. The production of bioplastics from food-based starches such as tapioca and corn created competition between food and bioplastic production industries. Hence, this research study focuses on producing bioplastic from microalgae residue, which is a non-food based raw material that uses four different types of plasticizers: glycerol, sorbitol, glutaraldehyde and polyethylene glycol (PEG). Microalgae species for identification were obtained from the fish pond at the University Malaysia of Kelantan, before cultivating the species for 14 days. The microalgae residues were extracted through the centrifugation process. Three species were identified under the light microscope, Chlorella sp., Scenedesmus sp. and Monoraphidium sp. The production of bioplastic involved a manual stirring method using a hotplate magnetic stirrer, followed by drying the bioplastic in an oven at 60 oC. Results obtained showed that sorbitol and glycerol from microalgae are suitable to be used as a plasticizer for the production of bioplastic, however glutaraldehyde and PEG are not suitable. Bioplastics that used PEG and glutaraldehyde became cracked and brittle after the drying process. The characterization of bioplastics includes universal tensile testing machines, Fourier-transform infrared analysis and biodegradability tests being processed//undertaken on glycerol-based and sorbitol based bioplastic. Characterization of bioplastics proved that both glycerol and sorbitol have high potential for applications in daily human life. Bioplastics which used sorbitol as a plasticizer could be used in can be applied the production of plastic goods such as toys and household items due to its good resistance toward stress and minimal flexibility. Meanwhile bioplastics which used glycerol as a plasticizer could be applied to the production of plastic bags and plastic food wrap due to its elastic and flexible nature. Пластик на основі нафти широко використовується у багатьох галузях промисловості, хоча вінспричиняє забруднення навколишнього середовища, а для його розкладання потрібні сотні років. Ці проблеми стимулювали розробку біопластику, зокрема біополімеру із крохмалю. Виробництво біопластику з крохмалю на харчовій основі, як тапіока та кукурудза, створило конкуренцію за сировину між харчовою та хімічною галузями промисловості. Тому метою нашої роботи було створення біопластику на основі біомаси мікроводоростей, яка є непродовольчою сировиною. У дослідженні застосовували чотири різні типи пластифікаторів, а саме гліцерин, сорбіт, глутаральдегід та поліетиленгліколь (ПЕГ). Мікроводорості, відібрані зі ставка для риб Малазійського університета Келантана, були ідентифіковані під світловим мікроскопом як Chlorella sp., Scenedesmus sp. та Monoraphidium sp. і внесені у культуру, де вирощувались протягом 14 днів. Одержану біомасу гомогенізували до пастоподібної консистенції шляхом центрифугування. Випробовували варіанти із різними пластифікаторами та концентраціями біомаси. Розчин перемішували на магнітній мішалці з підігрівом до згортання суміші, а потім одержаний матеріал висушували у печі при 60 oC. Встановлено, що сорбіт та гліцерин придатні для використання в якості пластифікатора у виробництві біопластику з мікроводоростей. Для глутаральдегіду та ПЕГ результат виявився негативним – біопластик із додаванням цих речовин після процесу сушіння був крихким та йшов тріщинами. Одержані матеріали із сорбітом та гліцерином були протестовані з використанням універсальної машини для випробування на розтяг, ІЧ-спектроскопії Фур'є та експерименту на біорозкладання у грунті. Показано, що нові біосполуки мають високий потенціал застосування у повсякденному житті людини. Біопластик, у якому пластифікатором був сорбіт, завдяки хорошій стійкості до стресів та меншій гнучкості може застосовуватися у виробництві пластмасових виробів, таких як іграшки та предмети побуту. Інший варіант біопластику, в якому використовували гліцерин, може застосовуватися для виробництва поліетиленових пакетів та упаковки для харчових продуктів, оскільки він гнучкий та добре розтягується. M.G. Kholodny Institute of Botany, NAS of Ukraine 2021-03-22 Article Article application/pdf https://algologia.co.ua/journal/article/view/31.1.80 10.15407/alg31.01.080 Algologia; Vol. 31 No. 1 (2021); 80–92 Альгологiя; Том 31 № 1 (2021); 80–92 Альгология; Том 31 № 1 (2021); 80–92 2413-5984 0868-8540 10.15407/alg31.01 uk https://algologia.co.ua/journal/article/view/31.1.80/58 https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |