Sustainable synthesis and applications of polyhydroxyalkanoates (PHAs) from biomass

Abstract

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) belong to group of biopolymers that have in recent times received growing research interest as a result of being eco-friendly and close characteristics with petrochemical based plastics. Alternatives to utilization of synthetic plastics are being explored since synthetic plastics are non-recyclable and non-biodegradable in nature. One of the innovations of Green Chemistry is utilization of renewable feedstocks such as biomass to achieve sustainable development with future circular economy. Bio-based products are of great interest to sustainable development as a result of diminishing fossil fuel reserves and rising environmental concerns. This review summarizes the productions of PHAs from renewable feedstocks such as lignocellulose, crude glycerol, levulinic acid (LA), palm-oil mill effluents (POME) and waste oils. The production of bio-based polymers has become much more professional and differentiated in recent years. Presently, there are bio-based alternatives for practically every application, therefore, this review presents applications of PHA in bio-refinery, medical sectors, agriculture sector, construction industry, and in packaging industry. The cost analysis of PHA from renewable sources with commercially available ones and potential to attain circular economy were also stressed. The reasons for this shift are connected to the non-renewability of fossil-based resources, the deteriorating environmental impacts, and the lack of biodegradability of the petroleum-produced materials.

TSC Opinion

Les Polyhydroxyalcanoates PHA sont des polymères synthétisés par des micro-organismes. Ils peuvent être utilisés pour fabriquer des matières plastiques. Ils présentent l’avantage d’être biosourcé, donc avec une empreinte carbone faible. De plus, ils sont facilement biodégradables dans l’environnement, y compris dans l’environnement marin, ce qui est une particularité relativement unique. Leurs prix un peu élevés cantonnaient leurs applications principalement dans le domaine médical. Le point critique dans le modèle économique de production est la sélection de la matière première qui va être utilisée en support de fermentation pour les micro-organismes. Si celle-ci a un coût très faible le PHA aura aussi un coût relativement faible. Dans cette étude les auteurs évaluent l’utilisation de différentes sources de déchets lignocellulosiques, du glycérol brut, de l’acide lévulinique des effluents de l’extraction de l’huile de palme et des huiles usagées. Les résultats montrent que la production de PHA à pourrait tout à fait entrer dans le cadre d’une économie circulaire en permettant d’utiliser les déchets de production de différents secteurs tout en permettant la fabrication de matériaux plastiques à faible risque pour l’environnement.