Plastic van de toekomst: zeewier

Het hele PWS is te downloaden helemaal bovenaan de pagina.

Samenvatting

In dit onderzoek is geprobeerd antwoord te geven op de vraag hoe plastic vervangen kan worden door een duurzamer product. De meeste plastics worden op dit moment gemaakt van aardolie. Dit zal binnen honderd jaar opraken en doordat er bij verbranding extra CO2vrijkomt is het erg slecht voor het milieu. In de toekomst moeten we hernieuwbare grondstoffen gaan gebruiken in plaats van fossiele grondstoffen. In dit onderzoek is onderzocht of er uit verschillende soorten zeewier suikers gehaald kunnen worden, om vervolgens van deze suikers duurzaam plastic te maken. Er is gebruik gemaakt van hout om te bepalen of het gebruik van zeewier, naast dat het mogelijk is, ook rendabel is. Uit het onderzoek is gebleken dat het mogelijk is om suikers uit zeewier te halen, waardoor het mogelijk is om van zeewier bio plastics te maken. Er is nog wel vervolgonderzoek nodig, onder andere om te bepalen wat de optimale katalysator is, de optimale temperatuur en welk soort zeewier het meest geschikt is.

1. Inleiding

Het duurzaamheidsvraagstuk van dit onderzoek is: ‘Hoe kunnen we plastic vervangen voor een duurzamer product?’. De meeste plastics worden op dit moment gemaakt van aardolie. Dit zal binnen honderd jaar opraken en doordat er bij verbranding extra CO2 vrijkomt is het erg slecht voor het milieu. Aardolie wordt gewonnen uit plantaardige en dierlijke resten van miljoenen jaren geleden. Hierdoor wordt er CO2 dat lang geleden in de grond is opgeslagen weer teruggehaald, waardoor er een versterkt broeikaseffect ontstaat. Het gevolg is dat de aarde opwarmt en dit heeft extreme gevolgen voor de aarde. Het is dus erg belangrijk dat hier iets tegen gedaan wordt.

In de toekomst moeten we hernieuwbare grondstoffen gaan gebruiken in plaats van fossiele grondstoffen. Hernieuwbaar houdt in dat iets onuitputtelijk is, zoals de zon en de wind, of dat het terug kan groeien, zoals planten en bomen[19]. In dit onderzoek is er gekozen voor zeewier als hernieuwbare grondstof. Zeewier groeit namelijk erg snel en wordt niet snel verstoord door zijn omgeving. Verder zijn zeewieren niet belastend voor het milieu, omdat er geen grond, zoetwater en fossiele brandstoffen nodig zijn om ze te laten groeien[6]. Er is steeds minder grond en zoetwater vrij. Zeewier kan in de zeeën en oceanen groeien, dit is dus nog een voordeel bij het gebruik van zeewier. Volgens Dolfi Debrot, tropische mariene ecoloog bij Wageningen University & Research, is er veel zee geschikt voor zeewierteelt, zo’n 48 miljoen vierkante kilometer[17]. Dit allemaal bij elkaar maakt zeewier een interessante grondstof waar wij onderzoek naar willen doen.

Zeewier wordt nu al veel gebruikt voor voedingsproducten[6], bijvoorbeeld als vleesvervanger. Zeewier is namelijk een bron van eiwitten, vitamine B, essentiële aminozuren en verschillende mineralen[3].

Ook wordt er gekeken of zeewier gebruikt kan worden voor duurzame producten, zoals biobrandstof[11] of voor bemesting[8]. Mest van zeewier zorgt niet voor een toename van de stikstof, wat dus minder negatieve invloeden heeft op de natuur[18]. Als laatste is het merk Truly erin geslaagd om zeewier te verwerken in kleding, hierdoor is de gehele procedure van het maken van kleding duurzaam[7].

Er wordt dus veel onderzoek gedaan naar duurzame producten van zeewier. Zoals eerder vertelt, is zeewier een goede vervanger voor aardolie. In dit onderzoek wordt er daarom gekeken hoeveel suikers er uit zeewier te halen zijn. Onze onderzoeksvraag luidt als volgt:

‘In hoeverre is zeewier te gebruiken, door er suikers uit te halen, als nieuwe grondstof voor duurzaam plastic?’

Om op deze vraag goed antwoord te kunnen geven, wordt er gebruik gemaakt van verschillende deelvragen:

1. Wat zijn de kenmerken van zeewier?
2. Waarom is PEF beter te gebruiken voor plastic dan PET?
3. Wat zijn de verschillen in het aantal suikers dat uit de zeewieren gehaald kan worden?

Voor deze vragen is gekozen omdat je eerst moet weten waarom er suikers nodig is voor duurzaam plastic en hoeveel suikers er uit verschillende soorten zeewier te halen is, voordat je een conclusie kunt trekken over welk zeewier het meest geschikt is.

In dit onderzoek is er eerst goed gebrainstormd over waar we graag aan wilden bijdragen met dit duurzaamheidsproject en daarop hebben we onze onderzoeksvraag bedacht. De volgende stappen waren de deelvragen bedenken en informatie verzamelen van internetsites, boeken en vragen stellen aan onze expert of scheikundedocent. Toen we daar redelijk ver mee waren hebben we een practicum gedaan om resultaten te kunnen krijgen voor onze onderzoeksvraag. Hier hebben we uiteindelijk een conclusie uit kunnen trekken.

De Sustainable Development Goals, die bij dit onderzoek horen zijn:

• Doel 12: verantwoordelijk consumptie en productie
• Doel 13: klimaatactie
• Doel 14: leven in het water

Er worden per jaar 26 miljard plastic verpakkingen gebruikt in Nederland. Dit is heel erg veel en niet milieuvriendelijk. Veel van dit plastic komt in de natuur terecht. Plastic in de oceaan is slecht voor de dieren die daar leven, ze eten het plastic op en kunnen daaraan sterven. Door het gebruik van duurzaam plastic kan het worden afgebroken en is het niet schadelijk voor het milieu en de dieren.

De verwachting van dit onderzoek is dat er zeker suikers uit het zeewier te halen zijn en zeewier dus erg geschikt is als hernieuwbare grondstof voor duurzaam plastic. Ook wordt er verwacht dat de hoeveelheid suikers die uit de zeewieren te halen zijn tussen de zeewiersoorten zullen verschillen. Zonder te weten welke suikers dit zijn is het lastig te zeggen welk zeewier het meest geschikt is.

2. Zeewier als grondstof voor duurzaam plastic

Wij hebben voor zeewier gekozen, omdat het een hernieuwbare grondstof is die aan fotosynthese doet en dus zijn eigen suikers maakt, maar wat is zeewier precies?

2.1 Wat is zeewier?

De verzamelnaam “Zeewier” staat voor groepen algen die in de zee leven. Ze behoren tot de groep macroalgen, grote algen die je zonder microscoop kunt zien, zoals te zien is in figuur 1.1. Je hebt ook microalgen, dat zijn hele kleine algen die je niet zou kunnen zien zonder microscoop. Algen zijn autotroof, dat betekent dat ze hun eigen voedsel kunnen maken. Doormiddel van fotosynthese zetten de chloroplasten, ook wel bladgroenkorrels genoemd, met behulp van zonlicht, CO2 en water om in glucose, waar ze bijvoorbeeld weer koolhydraten, eiwitten en ATP van maken[20].

Zeewieren leven in alle oceanen en worden niet snel verstoord door de omgeving waarin ze leven. Zo kunnen ze bijvoorbeeld goed tegen de schokken van golven, de blootstelling aan lucht en de stralen van de zon. Zeewieren kunnen dus tegen de meest instabiele omgevingen op aarde[20]. Daarnaast is zeewier een van de snelst groeiende planten.

Figuur 1.1; Zeewier

2.2 Soorten zeewier

Er bestaan verschillende soorten zeewier, waaronder de bruinwieren, roodwieren en groenwieren, hieronder zijn deze drie soorten wieren toegelicht:

• Bruinwieren (Phaeophyta) hebben door het pigment fucoxanthine een bruine kleur De groene kleur van het chlorofyl is door het pigment verdrongen[9].
• Roodwieren (Rhodophyto) gebruiken het pigment r-fycoërytrine bij fotosynthese waardoor ze rossig gekleurd zijn[14].
• Groenwieren (Chlorophyta) zijn zeewieren die verwant zijn aan planten. Ze hebben verschillende overeenkomsten, zoals hetzelfde type bladgroen (chlorofyl a en b), ze gebruiken allebei zetmeel als reservevoedsel en beiden hebben celwanden van cellulose. Groenwieren zijn groen door chlorofyl a en b, verder bevatten ze geen andere pigmenten wat wel het geval is bij de rood- en bruinwieren[10].

2.3 Zeewieren in dit onderzoek

Voor dit onderzoek is er gebruik gemaakt van de zeewieren: zee-eik, rood hoorntjeswier en zeesla. In figuur 1.2 is te zien hoe deze soorten zeewier eruitzien. Deze drie wieren staan hieronder nader toegelicht:

Zee-eik behoort tot de bruinwieren, gekenmerkt door de bruine kleur. Er zijn twee verschillende soorten zee-eik. Zo is er zee-eik klein en zee-eik gezaagd, de door ons gebruikte zee-eik is de gezaagde zee-eik[21]. Gezaagde zee-eik is gelokaliseerd van Noorwegen tot Portugal. Er zijn grote klimaatverschillen tussen de gebieden Noorwegen en Portugal en de daar tussenliggende gebieden, hieruit blijkt dat zee-eik een sterke plant is. Ook een groot voordeel van dit wier is dat dit wier het hele jaar door geoogst kan worden[21]. Zee-eik is ook goed te gebruiken voor groentegerechten, dit wier geeft namelijk een nootachtige smaak af. Daarnaast is het geschikt om er vlees mee te marineren[21].

Rood hoorntjeswier behoort tot de roodwieren, gekenmerkt door de rode kleur[22]. Van roodwieren zijn meer dan 5000 verschillende soorten bekend[13]. Rood hoorntjeswier ook wel ‘Hollands Hoorntjeswier’ is te vinden tussen Frankrijk en Noord- Noorwegen.

Figuur 1.2; Zee-eik, rood hoorntjeswier en zeesla

Rood hoorntjeswier laat net als de hierboven genoemde zee-eik zien dat het goed tegen flinke klimaatverschillen kan. Dit wier komt vooral voor op ruwe oppervlakken, bijvoorbeeld stenen en hout. Ook houdt dit wier van andere ruwe omstandigheden zoals golfslag[22]. Rood hoorntjeswier heeft een fruitige smaak, de structuur doet veel mensen aan zeekraal denken. Rood hoorntjeswier is een goede vervanger van zout, nadat het gedroogd en vermalen is[22].

Zeesla behoort tot de groenwieren, gekenmerkt door de groene kleur. Dit wier lijkt erg op normale sla, maar is geen familie van de sla, het is namelijk een wier en dus geen plant[23]. Zeesla is te vinden over de gehele wereld. Dit wier vind je vooral in rustige wateren, stille baaien, getijden meertjes, wadden en zoutwater moerassen. Dit wier kan geoogst worden tussen het vroege voorjaar en het einde van de zomer. Een groot voordeel van dit wier is dat het snelgroeiend is en het dus 2x per seizoen geoogst kan worden[23].

Zeesla wordt gebruikt in verschillende groene salades, als smaakmaker voor vlees, vis, oesters, groenten en patat. Je kan er ook vis mee inpakken of thee mee maken[23]. De smaak van zeesla wordt omschreven als fris en sterk. Mensen maken de vergelijking met zuring[23].

3. Van zeewier naar duurzaam plastic

Wat voor andere onderzoeken zijn er al gedaan naar de duurzaamheid van zeewier en waar doet Avantium onderzoek naar?

3.1 Andere onderzoeken naar duurzaam plastic van zeewier

De universiteit van Wageningen heeft onderzoek gedaan naar hoe milieuvriendelijk plastic uit zeewier is. Om te bepalen of zeewier als vervanger van fossiele grondstoffen gebruikt kan worden voor bio plastics, moet je kijken of het economisch rendabel is en wat de impact van de productie keten op het milieu is. Onderzoeker Sander van den Burg van LEI Wageningen UR zei naar aanleiding van hun onderzoek: ‘Zeewier haalt de nutriënten rechtstreeks uit water. Je gebruikt dus geen vervuilende meststoffen, zoals bij de teelt van mais en suikerbiet. Ook heeft zeewierteelt relatief weinig negatieve gevolgen voor de biodiversiteit. Dit maakt zeewier tot een interessante grondstof’[15].

Uit experimenteel onderzoek bleek dat uit Ulva lactuca, ook wel zeesla genoemd, polymelkzuur te halen is. Dit is erg geschikt om bijvoorbeeld frisdrankflessen van te maken. En de Gracilaria vermiculophylla levert polysachariden, hiervan is plastic verpakkingsfolie te maken[15].

Uit onderzoek blijkt ook dat het erg belangrijk is om de productie ook op een duurzame manier te doen[12].

3.2 Van suikers naar duurzaam plastic

Avantium werkt aan nieuwe producten waarbij ze gebruik maken van hernieuwbare grondstoffen in plaats van fossiele bronnen. De chemicaliën die zij produceren komen uit consumptiegoederen zoals kunststoffen en textiel[1].

Ook zijn ze bezig met onderzoek naar plastics uit plantaardige suikers[2]. Dit plantaardige suiker heet fructose en komt voor in honing, groente en fruit[4]. Het wordt katalytisch omgezet in FDCA (2,5-furaandicarbonzuur), dat is de belangrijkste bouwsteen voor plastic. De structuurformule van FDCA is te zien in figuur 2.1. Een voorbeeld van een plastic die FDCA als belangrijkste bouwsteen heeft is PEF (polyethyleen-furanoaat). Dit is plantaardig plastic dat recyclebaar en afbreekbaar is. PEF kan gebruikt worden voor veel verschillende doeleinden. Zo kan het gebuikt worden voor bijvoorbeeld flessen of verpakkingszakjes[2].

Figuur 2.1; structuurformule FDCA

PEF is een vervangende soort plastic voor PET (polyethyleentereftalaat). PET wordt nu vooral gebruikt als verpakkingsmateriaal, maar PEF heeft meerdere voordelen ten opzichte van PET. Zo wordt PET gemaakt vanuit aardolie, dit is een fossiele brandstof, dit maakt het gebruik van PET niet duurzaam. PEF wordt daarentegen gemaakt uit biomassa, dit is dus een stuk duurzamer. Een ander voordeel is dat PEF makkelijker te recyclen is dan PET. Het derde voordeel is dat de barrièrewerking voor zuurstof en koolstof bij PEF respectievelijk zesmaal en driemaal beter is dan die van PET[5]. De barrièrewerking houdt in hoe goed het materiaal zuurstof of koolstof tegenhoudt. Dit is belangrijk voor de houdbaarheid van veel voedingsproducten[16]. De structuurformules van PET en PEF zijn te zien in de figuren 2.2 en 2.3.

Figuur 2.2; Structuurformule PET

Er bestaat ook bioPET, dit is gemaakt van biologisch materiaal. Maar hier zijn tweemaal zoveel grondstoffen voor nodig dan voor PEF[5]. Avantium wil dus dat in plaats van fossiele bronnen, hernieuwbare bronnen worden gebruikt, die plantaardig, recyclebaar en afbreekbaar zijn.

4. Suikers uit zeewier halen voor duurzaam plastic

Het is al bekend dat er een vervangende grondstof voor aardolie moet worden gevonden om plastic van te maken. In dit onderzoek is onderzocht of er uit verschillende soorten zeewier suikers gehaald kunnen worden om vervolgens van deze suikers duurzaam plastic te maken. Bij het zeewier worden nog verschillende hoeveelheden zwavelzuur, H2SO4, als katalysator en demiwater toegevoegd.

Daarnaast is het belangrijk om te weten of als er suikers uit zeewier gehaald kunnen worden dit ook rendabel is. Dit kan worden bepaald door het te vergelijken met verschillende soorten hout, waar momenteel al op kleine schaal duurzaam plastic van gemaakt wordt. Avantium heeft hier al vaker onderzoek naar gedaan en kan daardoor ons onderzoek van zeewier vergelijken met een paar soorten hout. De hoeveelheden die bij het practicum zijn gebruikt staan in de bijlage 7.1 Tabel inhoud reactiebuisjes, hierdoor wisten we na de reactie nog wat er in welk buisje zat.

4.1 Materialen

De volgende materialen zijn gebruikt voor het practicum:

• Zee-eik
• Rood hoorntjeswier
• Zeesla
• Aspenchips
• Dried pine
• Bagasse
• Zwavelzuur (H2SO4)
• Reactieblok
• Vergelijkbaar apparaat aan de Batchington
• Pipet
• Balans
• Roerboon
• Spuitje met filter erin
• Demiwater

4.2 Stappenplan

1. Weeg met de balans 0,10 g zeesla af en doe het in één van de buisjes van het Het reactieblok is te zien in figuur 3.1.
2. Herhaal stap 1 voor nog twee buisjes.

Figuur 3.1; Voor- en zijaanzicht reactieblok

3. Weeg met de balans 0,10 g rood hoorntjeswier af en doe het in één van de buisjes van het
4. Herhaal stap 3 voor nog twee buisjes.
5. Weeg met de balans 0,10 g zee-eik af en doe het in één van de buisjes van het
6. Herhaal stap 5 voor nog twee buisjes.
7. Weeg 0,10 g aspenchips af en doe het in één van de buisjes van het
8. Weeg 0,10 g dried pine af en doe het in één van de buisjes van het
9. Weeg 0,10 g bagasse af en doe het in één van de buisjes van het
10. Pipeteer met de pipet in alle twaalf de buisjes 1,90 g
11. Doe in alle twaalf de buisjes voorzichtig een roerboon, het is belangrijk dat er geen vloeistof uit het buisjes spettert als de roerboon erin
12. Pipeteer in het eerste buisje met zeesla 0,1 ml H2SO4.
13. Pipeteer in het eerste buisje met rood hoorntjeswier 0,1 ml H2SO4.
14. Pipeteer in het eerste buisje met zee-eik 0,1 ml H2SO4.
15. Pipeteer in het tweede buisje met zeesla 0,2 ml H2SO4.
16. Pipeteer in het tweede buisje met rood hoorntjeswier 0,2 ml H2SO4.
17. Pipeteer in het tweede buisje met zee-eik 0,2 ml H2SO4.
18. Pipeteer in het derde buisje met zeesla 0,3 ml H2SO4.
19. Pipeteer in het derde buisje met rood hoorntjeswier 0,3 ml H2SO4.
20. Pipeteer in het derde buisje met zee-eik 0,3 ml H2SO4.
21. Pipeteer in het buisje met aspenchips 0,1 ml H2SO4.
22. Pipeteer in het buisje met dried pine 0,2 ml H2SO
23. Pipeteer in het buisje met bagasse 0,3 ml H2SO
24. Plaats het reactieblok in een vergelijkbaar apparaat aan de Batchington. In figuur 3.3 is te zien hoe de Batchington eruit ziet.
    Figuur 3.3; Batchington
25. Verwarm het hierin tot 120 °C.
26. Haal na 1 uur het reactieblok uit het apparaat vergelijkbaar aan de
27. Zet het reactieblok meteen in een bak met ijs om het af te laten
28. Doe het reactieproduct van een van de buisjes in een apart spuitje. In figuur 3.4 is te zien hoe dit wordt
29. Spuit het reactieproduct door een filter met gaatjes van 0,45 µm, zodat eventuele vaste stoffen achterblijven en er alleen een vloeibaar reactieproduct
30. Laat het reactieproduct door een kolom gaan, waar in de zijkant ionen met een positieve lading zitten. De stukjes van de sample dat geen lading hebben zullen er sneller uitkomen dan de stukjes die een negatieve lading hebben. Want de stukjes met een negatieve lading zullen ‘vastplakken’ aan de positief geladen Hiermee wordt gemeten hoeveel suikers er in het reactieproduct zit.
31. Herhaal stap 28, 29 en 30 voor alle buisjes van het reactieblok
32. Vergelijk de hoeveelheid suikers in de reactieproducten van de buisjes met elkaar. Hieruit blijkt of zeewieren beter zijn dan de verschillende soorten hout om er suikers uit te halen en welk soort zeewier of welk soort hout met welke hoeveelheid H2SO4 het best is om er suikers uit te halen.

Figuur 3.4; Reactieproduct uit reactieblok

4.3 Resultaten

In de bijlage 7.2 Tabel uitkomsten practicum is er per soort suiker het aantal mg te vinden dat vrijkwam. Hier wordt gebruik gemaakt van het totaal aantal suikers, omdat alle suikers in principe gebruikt kunnen worden voor het maken van duurzaam plastic.

Als eerst zijn de verschillende zeewieren van 0,10 g met elkaar vergeleken. Bij zeesla is er bij 0,1 ml zwavelzuur 1,93 mg suikers vrijgekomen. Bij 0,2 ml zwavelzuur is er 4,07 mg suikers vrijgekomen. Bij 0,3 ml zwavelzuur is er 1,66 mg suikers vrijgekomen. Bij zeesla zijn er bij 0,2 ml zwavelzuur duidelijk de meeste suikers vrijgekomen. Ook is er te zien dat er bij 0,3 ml zwavelzuur minder suikers zijn vrijgekomen dan bij 0,1 ml zwavelzuur.

Bij rood hoorntjeswier is er bij 0,1 ml zwavelzuur 1,65 mg suikers vrijgekomen. Bij 0,2 mg zwavelzuur is er 1,62 mg suikers vrijgekomen. Bij 0,3 ml zwavelzuur is er 1,12 mg suikers vrijgekomen. Bij rood hoorntjeswier zijn er dus de meeste suikers vrijgekomen bij 0,1 ml zwavelzuur. Deze hoeveelheid suikers verschilt bijna niet met 0,2 mg zwavelzuur. De hoeveelheid vrijgekomen suikers is bij 0,3 mg zwavelzuur het laagst.

Bij zee-eik is er bij 0,1 ml zwavelzuur 0,95 mg suikers vrijgekomen. Bij 0,2 ml zwavelzuur is er 0,78 mg suikers vrijgekomen. Bij 0,3 ml zwavelzuur is er 1,67 mg suikers vrijgekomen. Bij zee-eik zijn er dus de meeste suikers vrijgekomen bij 0,3 ml zwavelzuur. Daarna is het aantal bij 0,1 ml zwavelzuur het hoogst en 0,2 ml zwavelzuur zorgt voor de laagste hoeveelheid suikers.

In de grafiek hieronder zijn de resultaten van het practicum te zien ten opzichte van elkaar:

Grafiek 3.1; totaal aantal mg suikers per soort per hoeveelheid ml zwavelzuur

Zeesla heeft duidelijk het hoogste rendement. De hoogste waardes van rood hoorntjeswier en zee-eik komen amper boven de laagste waarde van zeesla uit. In de gegevenstabel onder de grafiek zijn de hoogste waardes suikers per soort gekleurd.

Naast zeewier zijn er ook verschillende soorten hout onderzocht, genaamd aspenchips, dried pine en bagasse. Bij aspenchips is er 0,1 ml zwavelzuur toegevoegd, hier kwam 3,68 mg suikers uit. Bij dried pine is er 0,2 ml zwavelzuur toegevoegd, dit had een uitkomst van 15,67 mg suikers. Bij bagasse is er 0,3 ml zwavelzuur toegevoegd, dit had een uitkomst van 13,65 mg suikers. Deze uitkomsten zijn dus een stuk beter dan de onderzochte zeewieren, met als uitzondering de zeesla met 0,2 ml zwavelzuur. Hier kwamen er namelijk meer suikers vrij dan bij de aspenchips.

Figuur 3.5; oplossingen na reactie

Na het vergelijken van de in cijfers gegeven resultaten valt het op dat de ene vloeistof na de reactie een stuk donkerder is geworden dan de ander, zie figuur 3.5. Buisjes 2, 6, 8 en 10 zijn erg licht van kleur. Buisjes 4,9 en 11 zijn al wat donkerder. Buisje 4 heeft een wat donkerdere oranje kleur. Buisje 9 heeft een vrij lichte bruine kleur en buisje 11 is nog iets donkerder van kleur, maar nog steeds vrij licht. Buisje 1, 3, 5, 7 en 12 zijn een stuk donkerder dan alle andere buisjes. Buisjes 5 en 12 lijken zelfs vrijwel zwart te zijn.

De buisjes die de meeste hoeveelheid suikers bevatten zijn 1, 4, 5, 8 en 12. Dit is op volgorde genoemd van kleinst naar grootste hoeveelheid vrijgekomen suikers. Buisjes 1, 5 en 12 bevatten een grote hoeveelheid suikers en zijn ook redelijk donker tot heel donker van kleur. Buisjes 4 en 8 bevatten wel een vrij grote hoeveelheid suikers, maar zijn niet erg donker van kleur. De buisjes met de laagste hoeveelheid suikers zijn 7, 3 en 10. Dit is op volgorde genoemd van kleinst naar grootste hoeveelheid vrijgekomen suikers. Het is duidelijk dat buisje 10 een zeer lichte kleur heeft en een lage hoeveelheid suikers. Voor de andere twee geldt dit niet. Buisje 7 heeft zelfs één van de donkerste kleuren van alle twaalf de buisjes ondanks dat de hoeveelheid suikers niet erg hoog is. Als laatst zijn er nog de buisjes 2, 6, 9 en 11. Ook deze zijn op volgorde genoemd van kleinst naar grootste hoeveelheid vrijgekomen suikers. Deze buisjes bevatten ongeveer dezelfde hoeveelheid vrijgekomen suikers. De buisjes 2 en 6 zijn allebei erg licht, buisjes 9 en 11 zijn best wel wat donkerder.

5. Discussie

Bij dit onderzoek is er gebruik gemaakt van een reactieblok. Dit is een geschikte methode, omdat alle twaalf de reageerbuisjes precies dezelfde omstandigheden hebben gehad, zo kan je de resultaten betrouwbaar vergelijken. Een ander voordeel van een reactieblok is dat er veel onderzoek gedaan kan worden in een relatief korte tijd.

Bij dit onderzoek is er gebruik gemaakt van 3 verschillende houtsoorten. Deze drie verschillende houtsoorten hebben met verschillende hoeveelheden zwavelzuur gereageerd, hierdoor kan je niet met zekerheid zeggen welk houtsoort de hoogste concentratie suikers bevat. Bij aspenchips is 0,1 ml zwavelzuur toegevoegd, bij bagasse 0,2 ml zwavelzuur en bij dried pine 0,3 ml zwavelzuur. Als bij alle drie de houtsoorten ook alle drie de hoeveelheden zwavelzuur waren onderzocht, konden de houtsoorten ten op zichten van elkaar en met het zeewier vergeleken worden.

Na dit onderzoek is er duidelijk geworden dat zeewier geschikt is om bio plastic van te maken, echter is het nog wel nodig vervolgonderzoek te doen om onder andere te bepalen wat de optimale katalysator is, de optimale temperatuur en welk soort zeewier het meest geschikt is qua groeisnelheid. Verschillende soorten vervolgonderzoeken die wij aanraden zijn:

1. Gedroogd zeewier gebruiken: Bij dit onderzoek is er geen gedroogd zeewier gebruikt, dit betekent dat de concentratie van de suikers van het gebruikte zeewier lager is dan bij gedroogd zeewier, want er zit meer water bij. Dit zou een goede reden kunnen zijn waarom 0,10 gram gedroogd hout meer suikers opleverde dan 0,10 gram zeewier. In het vervolg is het dan ook zeker een goed idee om onderzoek te doen met gedroogd zeewier, om te kijken of de concentratie van suikers daarbij hoger is.
2. Groeisnelheden: Er wordt aangeraden vervolgonderzoek te doen naar de groeisnelheden van hout en zeewier, zodat de concentratie suikers optimaler te vergelijken is met hout. Bekend is dat hout een langere productietijd heeft vergeleken met zeewier. Het kost vele jaren voordat een boom volgroeit is en gebruikt kan worden om te bewerken tot duurzaam plastic. Er kan veel meer zeewier groeien in een bepaalde tijdseenheid dan hout. De hoeveelheid suikers die per tijdseenheid vrijkomen bij zeewier, kan vergeleken worden met de hoeveelheid vrijgekomen suikers bij hout. Ondanks dat er relatief minder suikers uit zeewier gewonnen kunnen worden kan het toch heel effectief blijken als je in dezelfde tijd veel meer zeewier kan kweken en daar suikers uit kunt halen.
3. Groeigebied: Het groeigebied van bomen is beperkt, beïnvloed door het klimaat of doordat mensen het gebied voor andere doeleinden willen gebruiken. Zeewier kan op zee worden verbouwd, op zee is veel plek die door mensen nog niet voor andere doeleinden wordt gebruikt. Ook is het mogelijk om het op land te verbouwen, in grote zoutwatertanks. Doordat zeewier dus op veel verschillende plekken verbouwd kan worden, in de zee of in een zoutwatertank, is het in bijna alle gebieden mogelijk om zeewier te verbouwen. Onderzocht moet worden in welke klimaatgebieden het kweken van zeewier mogelijk is. Ook kan onderzocht worden of het kweken in zoutwatertanks doelmatig is.

De hypothese die is gesteld luidt als volgt: “De verwachting van dit onderzoek is dat er zeker suikers uit het zeewier te halen zijn en zeewier dus erg geschikt is als hernieuwbare grondstof voor duurzaam plastic. Ook wordt er verwacht dat de hoeveelheid suikers die uit de zeewieren te halen zijn tussen de zeewiersoorten zullen verschillen. Zonder te weten welke suikers dit zijn is het lastig te zeggen welk zeewier het meest geschikt is”. Uit de onderzoeksresultaten is gebleken dat er suikers uit zeewier te halen zijn om er vervolgens bio plastics van te maken, ook verschillen de concentraties tussen de zeewieren die zijn gebruikt. De uitkomsten van het practicum komen dus overeen met de hypothese.

6. Conclusie

Uit de resultaten blijkt dus dat het mogelijk is om suikers uit zeewier te halen. De hoeveelheid suikers uit de zeewieren was bij bijna alle reacties onder de 2,00 mg. Behalve bij de reactie van 0,10 g met 0,2 ml toegevoegd zwavelzuur. Uit deze reactie kwam 4,07 mg suikers. Hieruit kan geconcludeerd worden dat 0,10 g zeesla met 0,2 ml toegevoegd zwavelzuur de reactie met zeewier is waar de meeste suikers uitgehaald kunnen worden. Maar uit hout kan een nog grotere hoeveelheid suikers gehaald worden. Dat betekent echter nog niet dat het gebruik van hout voor duurzaam plastic beter is dan het gebruik van zeewier voor duurzaam plastic.

Een positief aspect van het gebruik van suikers uit zeewier om er vervolgens duurzaam plastic van te maken, is dat het duurzame plastic dan een voorbeeld is van PEF. PEF heeft als voordelen dat het recyclebaar en afbreekbaar is. Doordat het afbreekbaar is, is het niet schadelijk als het in de natuur terecht komt. En doordat het recyclebaar is, kan het duurzame plastic vaker worden gebruikt en is er minder vaak nieuw zeewier nodig om suikers uit te halen.

Dus zeewier is geschikt om er suikers uit te halen, om van deze suikers duurzaam plastic te maken. De reactie van 0,10 g zeesla met 0,2 ml toegevoegd zwavelzuur is de reactie van zeewier waar de meeste suikers uitgehaald kunnen worden. Maar er kan een grotere hoeveelheid suikers gehaald worden uit het gedroogde hout. Dit zal waarschijnlijk veranderen als het zeewier van tevoren gedroogd zal worden. Ook ligt het aan de plek van verbouwen of de suikers uit zeewier een betere optie zijn om duurzaam plastic van te maken dan van de suikers uit hout. En een voordeel van het gebruik van suikers uit natuurlijke grondstoffen is dat het een voorbeeld is van PEF.

Referenties

1. Avantium (2021). Innovation-driven chemical technologies [online]. [Geciteerd op 27 november 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.avantium.com/>
2. Avantium (geraadpleegd op 2 december 2021). YXY [online]. [Geciteerd op 2 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.avantium.com/technologies/yxy/>
3. Consumentenbond (2021). Hoe gezond zijn zeewier en algen? [online]. [Geciteerd op 31 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.consumentenbond.nl/gezond-eten/hoe-gezond-zijn-zeewier-en-algen>
4. Kenniscentrum (2008). Welke producten bevatten fructose? [online]. [Geciteerd op 2 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.kenniscentrumsuiker.nl/thema-s/138-fructose/520-welke-producten-bevatten- fructose>
5. Kennislink (2018). Nieuwe manier om bioplastic PEF te maken [online]. [Geciteerd op 2 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.nemokennislink.nl/publicaties/nieuwe-manier-om-bioplastic-pef-te-maken/>
6. National Geographic (2019). Het groene goud: eten we later elke dag zeewier? [online]. [Geciteerd op 3 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web: https://www.nationalgeographic.nl/milieu/2019/05/het-groene-goud-eten-we-later-elke-dag- zeewier>
7. Redactie Metro (2019). Nieuwe duurzame ontdekking: kleding van zeewier [online]. [Geciteerd op 4 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.metronieuws.nl/in-het-nieuws/2019/06/nieuwe-duurzame-ontdekking-kleding- van-zeewier/>
8. Royal Brinkman (2020). Zeewier als meststof voor een betere plantweerbaarheid [online]. [Geciteerd op 8 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://royalbrinkman.nl/kennisbank-gewasverzorging/zeewier-als-meststof>
9. SoortenBank (geraadpleegd op 16 januari 2022). Bruinwieren (Fylum Phaeophyta) [online]. [Geciteerd op 16 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web: http://www.soortenbank.nl/soorten.php?soortengroep=duikgids&id=62&menuentry=groepen>
10. Systematic Biology (2016). Description of the green algae [online]. [Geciteerd op 16 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web: http://comenius.susqu.edu/biol/202/archaeplastida/viridiplantae/green%20algae/default.htm>
11. TNO (2020). Zeewier als brandstof voor vrachtwagens [online]. [Geciteerd op 16 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.tno.nl/nl/over-tno/nieuws/2020/5/zeewier-als-brandstof-voor-vrachtwagens/>
12. Unitversity of Malaya (2021). Bioplastics made from seaweed polysaccharides with green production methods [online]. [Geciteerd 15 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213343721008721>
13. Wikipedia (2002). Roodalgen [online]. [Geciteerd op 6 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web: <https://nl.wikipedia.org/wiki/Roodalgen#cite_note-2>
14. Wikipedia (2008). Roodalgen [online]. [Geciteerd op 16 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://nl.wikipedia.org/wiki/Roodalgen#cite_note-Lee2008-1>
15. WUR (2016). Hoe milieuvriendelijk is plastic uit zeewier? [online]. [Geciteerd 29 november 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.wur.nl/nl/nieuws/Hoe-milieuvriendelijk-is-plastic-uit-zeewier.htm>
16. WUR (2020). Vraag en antwoord over verpakkingen in relatie tot houdbaarheid en duurzaamheid [online]. [Geciteerd op 2 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://edepot.wur.nl/521191>
17. WUR (2020). Zeewier als duurzame voedselbron [online]. [Geciteerd op 31 december 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://weblog.wur.nl/uitgelicht/zeewier-als-duurzame- voedselbron/?_ga=2.203285080.818127925.1591271282-1450990357.1589985954%20>
18. WUR (geraadpleegd op 8 januari 2022). Stikstof [online]. [Geciteerd op 8 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.wur.nl/nl/Dossiers/dossier/Stikstof-1.htm>
19. WUR (geraadpleegd op 16 januari 2022). Hernieuwbare grondstoffen [online]. [Geciteerd op 16 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.wur.nl/nl/Onderzoek-Resultaten/Themas/Een-circulaire- economie/Hernieuwbare-grondstoffen.htm>
20. Zeewierwijzer (geraadpleegd op 27 november 2021). Wat is zeewier? [online]. [Geciteerd 27 november 2021], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.zeewierwijzer.nl/mobiel/wat-is-zeewier/>
21. Zeewierwijzer (geraadpleegd op 6 januari 2022). Bruinwier [online]. [Geciteerd op 6 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web: <https://www.zeewierwijzer.nl/zeewier/zeewier—bruinwier/zee-eik/>
22. Zeewierwijzer (geraadpleegd op 6 januari 2022). Hoorntjeswier [online]. [Geciteerd op 6 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web:<https://www.zeewierwijzer.nl/zeewier/zeewier—roodwier/hoorntjeswier.html>
23. Zeewierwijzer (geraadpleegd op 8 januari 2022). Zeesla [online]. [Geciteerd op 8 januari 2022], beschikbaar op het World Wide Web: <https://www.zeewierwijzer.nl/zeewier/zeewier—groenwier/zeesla/>