Introductie
In de module 'Melkzuur, van spierpijn tot kunstknie', ga je onderzoeken wat melkzuur is en wat je er allemaal mee kunt doen. De module is opgedeeld in een biologieversie en een scheikundeversie. Dat wil zeggen dat je van te voren kiest welke versie je wilt aanhouden en de daarbij behorende opdrachten en practicums uitvoert.
In de module staan 12 opdrachten en 13 practicums. Bij elke opdracht en bij elk practicum staat beschreven wat er van je wordt verwacht.
Opdrachten:
De meeste opdrachten worden door iedereen gedaan. Bij een aantal opdrachten staat aangegeven of deze bij de biologieversie of bij de scheikundeversie hoort.
De opdrachten die je moet inleveren staan voor je klaar in Teams in de opdracht 'Opdrachten Melkzuur, van spierpijn tot kunstknie'.
Practica:
Voor de proefjes die je gaat doen houd je een practicumlogboek bij. In dit practicumboekje komen je resultaten, je conclusie en eventueel antwoord op de vragen bij de proef te staan. Je hoeft dus niet voor elk practicum een verslag te schrijven. Bij het practicum staat aangegeven of deze bij de biologieversie of bij de scheikundeversie hoort.
De opdracht 'Practicumlogboek' staat in Teams en lever je ook in via Teams.
Hoofdstuk 1 Melkzuur, wat is 't en wat kun je ermee?
Inleiding
Melkzuur zit – hoe kan het anders – in melk. Vooral in gefermenteerde natuurproducten zoals karnemelk zit veel melkzuur of 2-hydroxypropaanzuur zoals dit zuur officieel heet.*
Melkzuur zit in verschillende voedingsmiddelen verwerkt. Denk maar aan zuurkool. Waarschijnlijk ken je het ook wel van de reclames: “deze yoghurt bevat rechtsdraaiend melkzuur”. In sportverslaggeving wordt regelmatig over verzuring gesproken, bijvoorbeeld bij een marathonloop: “de laatste kilometers zijn extra zwaar nu, want alle spieren zijn verzuurd”. Of bij schaatsen: “een halve seconde langzamer dit rondje, ai ai dat doet pijn, de benen lopen helemaal vol met melkzuur…”
Melkzuur is een natuurproduct dat voorkomt in de lichaamscellen van mens en dier. Het is een product van de verbranding van suiker en helpt daarmee in de energievoorziening van het lichaam. Een volwassen mens maakt 120-150 gram melkzuur per dag aan. (Bron 1)
Naast de productie van melkzuur heeft het lichaam een meer efficiënte manier van verbranden. Suiker wordt dan omgezet in water en koolstofdioxide. Dat is maar goed ook, want anders zouden je spieren de hele dag verzuren.
Practicum 1: Boeken tillen
Bij proef 1 ga je onderzoeken wat verzuren nu eigenlijk is. Maak gebruik van het werkblad via onderstaande link. Verwerk je gegevens in je Practicumlogboek.
Ademhaling en verzuring
De ademhaling gaat gelukkig steeds door, zuurstof wordt ingeademd, koolstofdioxide en water worden uitgeademd. De zuurstof komt gewoon uit de lucht en wordt gebruikt om bijvoorbeeld glucose (druivensuiker) te verbranden. Dit noemen we een aërobe verbranding. Bij deze reactie ontstaan water en koolstofdioxide. Er komt ook behoorlijk wat energie bij vrij en daardoor kun je sporten.
Echter als je een beetje fanatiek sport, merk je dat je sneller gaat ademhalen en dat het moeizamer gaat. Er is nu in de spiercellen minder zuurstof aanwezig waardoor er een anaërobe verbranding van glucose op gang komt. Bij deze reactie ontstaat rechtsdraaiend melkzuur. Dit melkzuur wordt gevormd door specifieke bacteriën. Je spieren raken verzuurd en dit leidt tot vermoeidheid en doet pijn. In reactieschema’s ziet het er zo uit:
|
Ademhaling (aërobe verbranding)
|
|
Glucose
|
+
|
Zuurstof
|
→
|
Water
|
+
|
Koolstofdioxide
|
|
C6H12O6
|
+
|
6 O2
|
→
|
6 H2O
|
+
|
6 CO2
|
|
Verzuring (anërobe verbranding)
|
|
Glucose
|
→
|
Melkzuur
|
|
C6H12O6
|
→
|
2 C3H6O3
|
Opdracht 1: Artikelen lezen
Lees de Artikelen 1.1 en 1.2 en beantwoord de vragen die bij de artikelen staan. Lever de opdracht in via Teams.
Artikel 1.1 Yoghurt
Lees het artikel en maak de opdracht in Teams.
Artikel 1.2 Karnemelk
Lees het artikel en maak de opdracht in Teams.
Opdracht 2: Melkzuur is E270
Zoals je inmiddels weet, komt melkzuur veel in voedingsmiddelen voor. Er is een E-nummer aan toegekend. E-nummers zijn codes die de Europese Unie geeft aan ‘voedseladditieven’. Dit zijn stoffen die aan ons voedsel worden toegevoegd om ze bijvoorbeeld een betere smaak, kleur, geur of houdbaarheid te geven. Voorbeelden van additieven zijn: citroenzuur, vitamine C en melkzuur.
- Zoek deze week thuis en in de supermarkt producten op die E270 bevatten.
- Schrijf je zoekresultaten op de poster die in het scheikundelokaal hangt.
(BI) Practica en opgaven bij hoofdstuk 1
Practicum 2: Yoghurt maken of practicum 3: Zuurkool maken
Maak een keuze uit een van de twee proefjes, proef 2 of 3. Voer de proef uit en noteer de resultaten van je proef in de opdracht ‘Practicumlogboek’. Vergeet daarbij niet de conclusie op te schrijven en antwoord te geven op vragen bij de proef.
Bij proef 2 noteer je ook welke onderzoeksvraag je wilt beantwoorden en welke werkwijze je daarvoor hebt gebruikt.
Maak gebruik van onderstaande links voor de practicumvoorschriften. Verwerk je gegevens in je practicumboekje. Let op! bij proef 2 wordt er meer van je gevraagd!
Practicum 4: Productie van melkzuur door melkzuurbacteriën
Je hebt nu een practicum gedaan waarbij je hebt gekeken naar de toepassing van melkzuur bij de productie van yoghurt of zuurkool. In theorie weet je dat melkzuur de yoghurt en de zuurkool zuur maakt. Bij de volgende proef ga je aantonen dat het inderdaad de melkzuurbacterie is die de yoghurt of zuurkool zuur maakt.
(SK) Practica en opgaven bij hoofdstuk 1
Zuren en basen
Voor deze paragraaf heb je de Kenniskaart Zuren en Basen nodig. Zie de link hieronder.
Kenniskaart Zuren en Basen
Practicum 5: pH meten van zure, neutrale en basische oplossingen
Voer het practicum uit over zure, basische en neutrale oplossingen. Noteer de resultaten van je proef in de opdracht ‘Practicumlogboek’. Vergeet daarbij niet de conclusie op te schrijven en antwoord te geven op vragen bij de proef.
Practicum 6: Het melkzuurgehalte in karnemelk meten
Je hebt nu een practicum gedaan waarbij je hebt gekeken naar zure, basische en neutrale oplossingen. In de volgende proef ga je bepalen wat het zuurgehalte is van een bepaalde oplossing. Dit doe je met behulp van een titratie.
Daarna ga je met dezelfde methode het melkzuurgehalte bepalen in karnemelk.
Opgaven bij hoofdstuk 1
Opdracht 3: Opgaven bij hoofdstuk 1
Maak de opgaven horende bij dit hoofdstuk en bij jouw keuze voor biologie of scheikunde. Lever de opdracht in via Teams.
Hoofdstuk 2 Hoe maak je melkzuur?
Inleiding
In het vorige hoofdstuk heb je kennisgemaakt met de eigenschappen van melkzuur. Nu ga je leren op welke manier melkzuur wordt gemaakt in de industrie.
Glucose (=druivensuiker) is in de industrie een belangrijke grondstof voor het maken van melkzuur. In ons lichaam gebruiken we glucose om energie op te wekken. Zoals je hebt geleerd, kan dat op twee manieren: aëroob en anaëroob. Bij de anaërobe verbranding ontstaat melkzuur. In de fabriek bootsen ze deze reactie na. Er wordt daarbij gebruik gemaakt van melkzuurbacteriën. De omstandigheden worden zo gekozen dat glucose alleen in melkzuur wordt omgezet. Dat duurt meerdere dagen.
Maar als je bijvoorbeeld gistcellen toevoegt aan een glucoseoplossing dan ontstaat er geen melkzuur maar ethanol (= alcohol) en een gas. Deze proef gaat veel sneller. Binnen een lesuur is al behoorlijk wat glucose omgezet.
Practicum 7: Ethanol maken uit glucose
In deze proef maak je alcohol met behulp van suikerwater en gistcellen, en ontdekt welke stof er nog meer wordt gevormd. Gebruik onderstaande link om naar het werkblad te gaan. Verwerk je gegevens in je Practicumlogboek.
Bacterie als fabriek
In winkels zie je steeds vaker producten met het woord “biologisch” op de verpakking. Hierdoor lijkt het wel of het maken van biologische producten iets van deze tijd is. Maar dat is bepaald niet het geval. Al in vroege tijden maakte de mens gebruik van bacteriën, schimmels en gisten om brood, bier, yoghurt en kaas te maken. De productie van deze voedingsmiddelen met micro-organismen noemen we klassieke biotechnologie.
Tegenwoordig bekijken wetenschappers bacteriën en schimmels als kleine fabriekjes die je kunt gebruiken om allerlei stoffen te produceren. Van nature maken micro-organismen al veel bruikbare stoffen. Maar dat doen ze meestal in hele kleine hoeveelheden. Om te bereiken dat ze meer gaan maken of zelfs hele nieuwe stoffen gaan produceren moet je micro-organismen aanpassen.
In de 21e eeuw zullen micro-organismen compleet hergeprogrammeerd of zelfs volledig geconstrueerd worden om zo door de mens gemaakte microfabrieken te vormen. De productie van stoffen met deze genetisch gemodificeerde micro-organismen noemen we moderne biotechnologie.
In de moderne biotechnologie wordt veel gebruik gemaakt van productieprocessen zoals fermentatie. Fermentatie is het gebruiken van micro-organismen om basisgrondstoffen zoals suikers om te zetten in bruikbare producten als ethanol of melkzuur.
De grote uitdaging is om melkzuurbacteriën grote hoeveelheden melkzuur te laten produceren en het melkzuur zuiver in handen te krijgen. Melkzuur is de grondstof (het monomeer) voor de productie van polymelkzuur (PLA). PLA (polylactic-acid) is een bioplastic dat wordt gebruikt voor veel verschillende doeleinden zoals draad, schroeven en pinnen voor chirurgie (zie afbeelding hieronder), plastic tasjes en kleding. PLA wordt gemaakt van natuurlijk melkzuur, een product van melkzuurbacteriën.
Opdracht 4: Film bekijken
Bekijk de film Industriële Biotechnologie (7 minuten). Deze film is gemaakt op het Kluyver Centre, de afdeling biotechnologie van de Technische Universiteit Delft.
Beantwoord na het kijken van de film de bijbehorende vragen en lever de opdracht in via Teams. Zie ook de link hieronder naar de kenniskaart “Van plant tot materiaal, medicijn en motorbrandstof” voor meer informatie.
Kenniskaart “Van plant tot materiaal, medicijn en motorbrandstof”
Opdrachten bij hoofdstuk 2
Opdracht 5: Artikel lezen
Lees het artikel 2.1 en beantwoord de bijbehorende vragen. Lever de opdracht in via Teams.
Bij dit artikel hoort de Kenniskaart Biotechnologie.
Kenniskaart Biotechnologie
Artikel 2.1 Op weg naar hernieuwbare brandstoffen en groene chemicaliën
Opdracht 6: Opgaven bij hoofdstuk 2
Maak de opgaven horende bij dit hoofdstuk en bij jouw keuze voor biologie of scheikunde. Lever de opdracht in via Teams. Bij deze opgaven hoort de Kenniskaart Biotechnologie.
Hoofstuk 3 Wat is polymelkzuur? De grondstof voor bioplastic!
Inleiding
In dit hoofdstuk gaat het over plastics, ook wel kunststoffen genoemd. Heel veel producten en voorwerpen worden van plastic gemaakt. De grondstoffen voor plastics komen uit aardolie, een fossiele brandstof. Het gebruik van fossiele brandstoffen heeft als nadeel dat het op kan raken. De verwerking van gebruikte kunststoffen (ons afval) geeft vaak problemen. Veel afvalproducten van kunststoffen zijn niet afbreekbaar en moeten in verbrandingsovens worden verwerkt. Bij de verbranding ontstaat onder andere koolstofdioxide, water en soms ook giftige gassen. Het broeikaseffect wordt er door versterkt.
Kunststoffen zijn gemaakt van polymeren. Er zijn veel verschillende soorten kunststoffen en daardoor ook veel verschillende soorten polymeren. Meer informatie over polymeren krijg je verderop.
Er bestaan ook bioplastics, dat zijn plastics die gemaakt worden uit planten. Het voordeel van bioplastics is dat ze in de natuur afbreekbaar zijn. Bij de verbranding van bioplastics ontstaat er evenveel koolstofdioxide als de plant bij leven heeft opgenomen. Het gebruik van bioplastics is daardoor zogenaamd ‘klimaat neutraal’. Bioplastics worden steeds meer gebruikt als verpakkingsmateriaal, maar ook in de cosmetica en in medische toepassingen. De nieuwste bioplastic is polymelkzuur (PMZ), een kunststof gemaakt van suikers. In dit hoofdstuk gaan we de materiaaleigenschappen en de toepassingen vergelijken van polymelkzuur met de gangbare plastics.
Practicum 8: Zetmeelplastic maken
In deze proef maak je een bioplastic van aardappelzetmeel. Bedenk daarbij zelf een toepassing voor zetmeelplastic. Maak gebruik van het werkblad via onderstaande link en verwerk je gegevens in je Practicumlogboek.
Opdracht 7: Artikel lezen
Lees artikel 3.1 of 3.2 en beantwoord de bijbehorende vragen. Lever de opdracht in via Teams.
Artikel 3.1 Composteerbare festivalbeker
Artikel 3.2 Plastic groeit op een akker
Polymeren
Als we in het algemeen naar polymeren kijken, kunnen we het volgende zeggen: alle polymeren hebben één ding gemeen: ze bestaan allemaal uit lange moleculen, ook wel macromoleculen genoemd. De meeste polymeren kun je maken uit één eenvoudige grondstof. Een dergelijke beginstof wordt een monomeer genoemd, het is een klein molecuul. Bij het ontstaan van een polymeermolecuul worden heel veel monomeermoleculen aan elkaar gekoppeld. Dit geldt voor alle polymeren of ze nu natuurlijk (wol, zijde, katoen) zijn of dat ze synthetisch (nylon, polymelkzuur, polyvinylalcohol) zijn. De synthetische polymeren worden vaak plastics of kunststoffen genoemd.
Waar komt de naam polymeer vandaan?
Mono betekent één en poly veel. Stel je het volgende model voor: Je rijgt een ketting van kralen. Elke kraal stelt een monomeermolecuul voor. Je maakt hiervan een kralenketting. Het resultaat is een polymeermolecuul. Je kunt dus zeggen dat heel veel monomeren samen een polymeer vormen.
Een polymeer krijgt de naam van het monomeer waaruit het is gemaakt, voorafgegaan door het woord ‘poly’. Melkzuur is bijvoorbeeld een monomeer, het polymeer van melkzuur heet dan polymelkzuur. Zie ook de kenniskaart Polymelkzuur.
Kenniskaart Polymeren
Practicum 9: Bouw een model van een polymeermolecuul (optioneel)
Bij deze proef gebruik je je eigen creativiteit om van huis- tuin- en keukenmateriaal een polymeermolecuul te maken. Gebruik onderstaande link voor het werkblad en maak een tekening van je resultaat in je practicumlogboek.
Bouw
Moleculen hebben een onderlinge aantrekkingskracht: de vanderwaalskracht. Hoe groter het molecuul, hoe groter de onderlinge aantrekkingskracht. Een polymeer is opgebouwd uit lange moleculen. Hoe langer het molecuul des te groter is de aantrekking van de moleculen onderling. Deze aantrekkingskracht zorgt ervoor dat het polymeer bij kamertemperatuur een vaste stof is. Hoe groter de aantrekking, hoe harder het polymeer. Korte polymeermoleculen vormen daarentegen soepele, zachte materialen.
Omdat de aantrekkingskracht tussen korte polymeermoleculen kleiner is zijn ze ook weer gemakkelijk uit elkaar te halen. De lange polymeermoleculen met een grote onderlinge aantrekkingskracht zijn vrijwel niet uit elkaar te halen. De lange, met elkaar verstrengelde polymeermoleculen, vormen stevige en harde materialen. Je kunt dit vergelijken met een bord macaroni of een bord spaghetti, waarbij de macaroni korte polymeermoleculen voorstellen en de spaghetti lange polymeermoleculen. Zie figuur 1.
Figuur 1: De schematische weergave van trekkrachten op korte- en lange polymeermoleculen is te vergelijken met een bord macaroni of spaghetti.
Hard of zacht
Bij het maken van een kunststof kijken we naar wat we ermee willen doen. Hebben we een afvoerpijp nodig dan kiezen we ervoor dat die hard en stevig is. Kleding daarentegen moet zacht en lekker te dragen zijn. En speelgoed is soms hard en soms zacht.
Afhankelijk van het gebruik maken we een bepaalde kunststof met de juiste materiaaleigenschappen. We weten inmiddels dat die eigenschappen te maken hebben met de lengte van (de moleculen van) het polymeer.
Laten we eens een polymeermolecuul onder de loep bekijken. Bijvoorbeeld het polymeer dat polyvinylalcohol (PVA) heet. Dit is een polymeer dat wordt gebruikt in de lijmindustrie. Aan het materiaal voegt men een vloeistof toe die uit kleine moleculen bestaat. Deze kleine moleculen gaan tussen de polymeermoleculen in zitten. Hierdoor zitten de ketens van het polymeer verder van elkaar af. Dit zorgt ervoor dat de aantrekking tussen de polymeermoleculen zwakker wordt. Hierdoor kunnen de polymeerketens gemakkelijk langs elkaar glijden. Het polymeer is nu zacht en flexibel.
Stoffen die worden toegevoegd aan polymeren om het materiaal soepeler te maken noemen we weekmakers. Je kunt dit vergelijken met een bord met spaghetti. Als we tomatensaus hebben toegevoegd glijden de spaghettislierten veel gemakkelijker langs elkaar dan zonder de tomatensaus.
Practicum 10: Spaghetti of macaroni
Bij deze proef gebruik je een bord spaghetti en een bord macaroni om te onderzoeken wat het verschil is tussen korte en lange polymeren. Gebruik het werkblad in de link hieronder en verwerk je gegevens in je Practicumlogboek.
(SK) Thermoharder of thermoplast
Crosslink
Als we een stijve kunststof willen produceren, moeten we zorgen dat de moleculen van het polymeer niet over elkaar heen kunnen glijden. We gaan dan uit van een monomeer dat een polymeer oplevert waarbij een ‘brug’ wordt gelegd tussen de ene en de andere keten. Als je dan een polymeermolecuul zou kunnen oppakken, neem je uiteraard de andere die eraan vastzitten mee. Het polymeer wordt nu hard en stevig. De brug tussen twee ketens noemen we een crosslink (dwarsverbinding).
Figuur 2: Schematische weergave van polymeermoleculen met en zonder crosslinks.
Thermoharders en thermoplasten
Polymeerketens met veel crosslinks kunnen nauwelijks meer vrij ten opzichte van elkaar draaien en er vormt zich een ’star/stijf’ polymeermolecuul. Die kunststof noemen we een thermoharder (thermos is Grieks voor warmte en harder van de eigenschap hard). Als er geen crosslinks zijn, blijft de kunststof zacht. De ketens kunnen gemakkelijk over elkaar of langs elkaar glijden. Als we deze kunststoffen gaan verhitten worden ze steeds zachter tot ze vloeibaar worden, je kunt er dan draden van trekken. Zo’n kunststof noemen we een thermoplast (thermos is Grieks voor warmte en plast van de eigenschap plastisch of flexibel).
Practicum 11: Materiaaleigenschappen van kunststoffen onderzoeken
Bij deze proef ga je onderzoek of polymelkzuur een thermoplast of een thermoharder is. Gebruik hiervoor het werkblad in onderstaande link. Verwerk je gegevens in je Practicumlogboek.
(SK) Polymelkzuur
Het monomeer van polymelkzuur is zoals de naam al zegt melkzuur. De zuurgroep (COOH) van een melkzuurmolecuul kan reageren met de OH groep van een ander melkzuurmolecuul. Hierbij wordt een watermolecuul afgesplitst. Als dit vaak gebeurt, meer dan 10.000 keer, gebeurt ontstaat er vanzelf polymelkzuur.
Kenniskaart Polymelkzuur
Figuur 3 Schematische weergave van de synthese van polymelkzuur.
Opdracht 8: Animatie
Bekijk de animatie van de synthese van polymelkzuur. Deze manier van polymeriseren wordt ook wel condensatiepolymerisatie genoemd.
Beantwoord de volgende vraag: Wat betekent condensatiepolymerisatie? Lever de opdracht in via Teams.
Animatie Polymerisatie van polymelkzuur
Practicum 12: Verbranding van polymelkzuur
Bij deze proef ga je onderzoeken wat er gebeurt bij de verbranding van polymelkzuur.
Gebruik hiervoor het werkblad in de link hieronder en verwerk je gegevens in je Practicumlogboek.
Opdracht 9: polymelkzuur opgraven
Graaf het PMZ verpakkingsmateriaal op dat in de grond is gestopt.
Bekijk of het afbraakproces in de grond al is begonnen. Vergelijk het met het oorspronkelijke verpakkingsmateriaal.
Welke verschillen neem je waar? Lever de opdracht in via Teams.
(BI) Polymelkzuur als bioplastic
Polymelkzuur of polylactide is de naam voor polymeren van melkzuur. Deze polymeren worden vaak aangeduid met de afkorting PLA (van het Engels polylactic acid). Ze zijn biologisch afbreekbaar, biocompatibel en worden geproduceerd uit hernieuwbare plantaardige grondstoffen (maiszetmeel of suikerriet). Ze worden daarom gepromoot als duurzaam alternatief voor traditionele plastics uit petroleumchemicaliën zoals polyetheen (PE), polypropeen (PP) of polystyreen (PS). Voorlopig liggen de productiekosten van PLA wel hoger dan die van traditionele plastics, waardoor een grootschalige vervanging nog niet aan de orde is.
Zoals gezegd is polymelkzuur biocompatibel. Dat betekent dat het lichaamsvriendelijk is. Daarom heeft de medische sector een aantal toepassingen voor polymelkzuur gevonden. Bijvoorbeeld chirurgische hechtdraad, maar ook schroeven en haakjes voor het herstellen van fracturen. Het hechtdraad en de schroeven en haakjes hoeven niet verwijderd te worden; ze breken in het lichaam af en vallen uiteindelijk uiteen in melkzuur.
PLA kan ook worden gebruikt voor verpakking van voedingswaren, wegwerpservies, thee zakjes, flessen en 3D printing.
In Beuningen en Waalwijk (Nederland) worden plastic potjes voor plantjes in de tuin geproduceerd op basis van biologisch afbreekbare plastics gebaseerd op polymelkzuur oftewel PLA. De potjes zijn duurder dan de standaard versie van plastic, maar de marketingwaarde van biologische afbreekbaarheid weegt op tegen de meerprijs.
In het amateur-3D-printcircuit wordt PLA ook gebruikt als grondstof. Het wordt dan typisch in de vorm van filament op rollen in een 3D-printer aangevoerd. (Bron 1)
Opdracht 10: Afbraak van bioplastics
Voor proef 13 heb je een aantal bioplastics nodig. Verzamel een aantal verschillende soorten bioplastic en neem deze mee naar school, bijvoorbeeld: PLA, PHA, PBS, bio-PE, bio-PET, bio-PA en bio-PTT, PBAT, PCL (Bron 3).
Practicum 13: Afbraak bioplastics
Bij deze proef ga je onderzoeken welke bioplastics makkelijk afbreekbaar zijn. Gebruik de link hieronder voor het werkblad bij de proef. Verwerk je gegevens in je practicumlogboek.
(BI) Bioplastic en duurzaamheid
De grondstoffen waaruit thans de meeste plastics worden gemaakt zijn afkomstig uit aardolie, een fossiele brandstof. Daar komt bij dat er voor de productie van plastic veel energie nodig is. Deze energie wordt verkregen door de verbranding van aardolieproducten. Daarnaast resulteert het veelvuldige gebruik van plastic vandaag de dag in een heleboel (zwerf)afval: flesjes, tasjes en overige verpakkingsmaterialen. Plastics zijn moeilijk afbreekbaar door de natuur.
Een alternatief voor ‘gewoon’ plastic is het gebruik van bioplastics. De grondstoffen voor bioplastics worden verkregen uit natuurlijk afval zoals hout, plantenresten en compost Of van biopolymeren zoals zetmeel uit maïs of aardappelen. Productie van plastic uit natuurlijke grondstoffen is in principe CO2-neutraal: de CO2 die vrijkomt bij de productie van bioplastic is eerder opgenomen door planten die de grondstof leveren.
Het afvalprobleem is met bioplastics echter nog niet opgelost. Daarvoor zouden we (bio)plastics in de toekomst uit andere grondstoffen moeten produceren, zodat ze biologisch afbreekbaar zijn. In het ideale geval is (bio)plastic zelfs composteerbaar: bijvoorbeeld een plastic zakje zal dan in de tuin binnen drie maanden worden afgebroken tot compost dat vervolgens weer wordt gebruikt door de planten. Een andere oplossing zou zijn dat bioplastic eenvoudig recyclebaar is. In dat geval kan het plastic apart worden verzameld en hergebruikt. Dan wordt afval weer grondstof. Beter voor het milieu en goedkoper!
Maar hoe duurzaam zijn bioplastics eigenlijk? (Bron 4)
De 3 P's
We noemen een product of een systeem duurzaam, als het met drie aspecten rekening houdt: People, Planet en Profit. People omdat het goed moet zijn voor mensen, zowel consumenten als werknemers en producenten. Planet omdat er gedacht is aan de impact op het milieu. Profit omdat er winst moet worden gemaakt met het product of systeem. Daar waar de 3 P’s elkaar raken spreken over duurzaamheid. Ook bioplastic is aan de hand van deze 3 P’s te toetsen op duurzaamheid.
Een duurzaam alternatief voor “gewone” plastics zouden bioplastics kunnen zijn. Is bioplastic een oplossing?
Het klinkt allemaal heel simpel: plastic wordt voortaan geproduceerd uit biomassa en we zorgen dat het biologisch afbreekbaar is. Hierdoor houden we langer de beschikking over onze broodnodige aardolie en voorkomen we dat de plasticafvalberg in het milieu groter wordt. Maar is het produceren van biologisch afbreekbaar bioplastic wel de beste oplossing voor het grondstoffen- en afvalprobleem van het “ouderwetse” plastic? Zijn de grondstoffen van “ouderwets” plastic echt zo schaars? En over bioplastic zelf gesproken: is het materiaal wel net zo goed dat het plastic kan vervangen? En hoeveel kost de productie en ontwikkeling van bioplastic eigenlijk? Waar komt al deze biomassa dan vandaan? En is het ontwikkelen van hele nieuwe materialen niet veel te omslachtig? En tot slot, is het wel handig dat alle plastic biologisch afbreekbaar is? (Bron 4)
Opdracht 11: Duurzaamheid van (bio)plastics
Beschrijf aan de hand van de 3 P’s waarom het huidige plasticgebruik niet duurzaam zou zijn.
Leg uit hoe en waar het gebruik van bioplastic een verbetering zou kunnen zijn. Gebruik weer de 3 P’s.
Lever de opdracht in via Teams.
(Bron 4)
Opgaven bij hoofdstuk 3
Opdracht 12: Opgaven
Maak de opgaven horende bij dit hoofdstuk en bij jouw keuze voor biologie of scheikunde. Lever de opdracht in via Teams. Bij deze opgaven hoort de kenniskaart Polymelkzuur.
Bronnen
Bron 1: J.A. van Velthuijsen, 1 oktober 2001; Polymelkzuur: van suiker tot chirurgisch hechtmateriaal; https://www.nemokennislink.nl/publicaties/polymelkzuur-van-suiker-tot-chirurgisch-hechtmateriaal/
Bron 2: https://nl.wikipedia.org/wiki/Polymelkzuur
Bron 3: http://www.hollandbioplastics.nl/wat-zijn-bioplastics/
Bron 4: Bart Langejan, Coen Klein Douwel, Jan Jaap ter Horst, Kees Tijdink, Netty van Marle, Peter Klaasen, Rolf Coolen, 2016; Plastic zonder olie, leerlinghandleiding; https://www.wur.nl/upload_mm/2/9/e/ccaa7639-d45d-4a13-b076-5b705083f145_Plastic%20zonder%20Olie_leerlinghandleiding_V2.0.pdf
Afbeeldingen
Verbranding: https://ontzuren.info/upload/image/Melkzuur01.jpg
PLA schroeven en pinnen: http://assets.kennislink.nl/upload/149280_962_1143576860784-2.jpg
Boeken tillen: https://classroomclipart.com/images/gallery/Clipart/Book_Clipart/TN_boy-lifting-many-books-1161.jpg
Yoghurt: http://images.shape.mdpcdn.com/sites/shape.com/files/story/white-yogurt-spoon.jpg
Universeel indicatorpapier: https://www.medicaldirect.nl/_images/webshop/medium/3742.jpg
Zuurkool: http://www.harvesttotable.com/wp-content/uploads/2007/02/Sauerkraut1.jpg
Logo Composteerbaar: http://3.bp.blogspot.com/_qwQIIBKXx1k/S45WD8argQI/AAAAAAAADuM/TsnSQEAZug4/s200/composteerbaar.gif
Ellenboogjes macaroni: https://hetspelthuis.nl/webshop/gewoon/spelt-macaroni-met-ei/
Spaghetti: https://www.ecosia.org/images?q=spaghetti+slierten#id=AAE17CA2DC496311B7084B2DA0972A90D5E8B27E
Producten van PLA: http://www.biogreenint.com.my/biodegradableproducts/
People, Planet, Profit: https://greenmonday.org/
Koolstofkringloop: https://www.imog.be/over-imog/activiteiten/in-moen/valormas-materialen-en-biomassacentrum/
Werkblad_Proef 1 Boeken tillen
