Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Converting Poultry Feather Waste into Bioplastics using Green Modifying Agents

Jirström, Marc LU (2021) KASM15 20211
Centre for Analysis and Synthesis
Abstract
Handling of problematic waste material, and the use of fossil-based and non-biodegradable plastics are two major sustainability challenges. By developing solutions that convert waste material to bioplastics, it is possible to address both these issues. Every year, large quantities of feathers from the poultry industry are either stored in landfills or disposed of by incineration. The company Bioextrax has developed an alternative, green approach that breaks down the feathers via microbial degradation, a process that generates keratin microfibers. During this project such microfibers have been used to synthesize a bioplastic film, using cheap and environmentally friendly reagents.

Since the microfibers do not form a coherent material on... (More)
Handling of problematic waste material, and the use of fossil-based and non-biodegradable plastics are two major sustainability challenges. By developing solutions that convert waste material to bioplastics, it is possible to address both these issues. Every year, large quantities of feathers from the poultry industry are either stored in landfills or disposed of by incineration. The company Bioextrax has developed an alternative, green approach that breaks down the feathers via microbial degradation, a process that generates keratin microfibers. During this project such microfibers have been used to synthesize a bioplastic film, using cheap and environmentally friendly reagents.

Since the microfibers do not form a coherent material on their own, glycerol and citric acid have been added as modifying agents. This thesis documents the development of a process to generate thin films from said reagents, by forming a pre-polymerized resin of glycerol and citric acid, subsequently mixing it with microfibers, and pressing the mixture into a thin film using a flatiron. The result is a flexible thin film that is insoluble in water. Analysis using TGA, DSC and FTIR shows indications of a one-phase system and increased thermal stability contributed by the microfibers. While the microfibers mixed with the resin can be processed into thin films using a simple approach, the main drawback is that control films are extremely difficult to produce without incorporating microfibers. This leaves much room for future development, while this project can serve as a stepping stone for future work. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Biologiskt avfall till bioplast - med gröna processer
av Marc Jirström

Fjädrar från slaktindustrin utgör ett mycket problematiskt avfall men kan omvand- las till bioplast med hjälp av billiga och gröna kemikalier. Under detta projekt har en helt ny bioplast utvecklats, baserad på mikrofiber från fjädrar i kombination med citronsyra och glycerol - två miljövänliga och billiga reagenser. Plasten är i formen av en tunn film, som är flexibel och olöslig i vatten i flera månader.

Eftersom fjädrar är mycket tåliga så tar det lång tid att bryta ner dem i naturen. Därför måste de miljontals ton som genereras varje år antingen förbrännas eller deponeras på soptippar. Med hjälp av en unik jäsningsprocess utvecklad av Bioex- trax AB så bryts... (More)
Biologiskt avfall till bioplast - med gröna processer
av Marc Jirström

Fjädrar från slaktindustrin utgör ett mycket problematiskt avfall men kan omvand- las till bioplast med hjälp av billiga och gröna kemikalier. Under detta projekt har en helt ny bioplast utvecklats, baserad på mikrofiber från fjädrar i kombination med citronsyra och glycerol - två miljövänliga och billiga reagenser. Plasten är i formen av en tunn film, som är flexibel och olöslig i vatten i flera månader.

Eftersom fjädrar är mycket tåliga så tar det lång tid att bryta ner dem i naturen. Därför måste de miljontals ton som genereras varje år antingen förbrännas eller deponeras på soptippar. Med hjälp av en unik jäsningsprocess utvecklad av Bioex- trax AB så bryts fjädrarna ned till små mikrofiber, som sedan kan användas som byggdelar i nya material. Detta projekt utforskar en sådan tillämpning, och en process utvecklas för att kombinera mikrofibrerna med glycerol och citronsyra för att skapa en helt ny, biobaserad och biologiskt nedbrytbar plast. Citronsyra och glycerol blandas och hettas upp för att bilda en transparent, flytande vätska som är ett förstadie till en hård och olöslig plast. Innan reaktionerna har gått så långt att en osmältbar plast har bildats, så blandas vätskan med mikrofiber och formar en torr, deg-liknande massa. Denna massa pressas sedan med hjälp av ett helt vanligt strykjärn till en tunn film.

Processen verkar simpel, reagenserna är billiga och lättillgängliga, men de bakom- liggande mekanismerna är komplicerade, och processen lämpar sig inte för att göra tunna filmer som inte innehåller mikrofiber. Det finns utrymme för framtida pro- jekt för att bättre förstå de reaktioner som sker och hur mikrofibrerna fungerar i materialet. Resultaten kan användas som ”proof-of-concept” och fungera som en språngbräda för fortsatt utveckling. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Jirström, Marc LU
supervisor
organization
course
KASM15 20211
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
polymer technology, materials science, renewable materials
language
English
id
9055668
date added to LUP
2021-06-29 14:57:21
date last changed
2021-06-29 14:57:21
@misc{9055668,
  abstract     = {{Handling of problematic waste material, and the use of fossil-based and non-biodegradable plastics are two major sustainability challenges. By developing solutions that convert waste material to bioplastics, it is possible to address both these issues. Every year, large quantities of feathers from the poultry industry are either stored in landfills or disposed of by incineration. The company Bioextrax has developed an alternative, green approach that breaks down the feathers via microbial degradation, a process that generates keratin microfibers. During this project such microfibers have been used to synthesize a bioplastic film, using cheap and environmentally friendly reagents. 

Since the microfibers do not form a coherent material on their own, glycerol and citric acid have been added as modifying agents. This thesis documents the development of a process to generate thin films from said reagents, by forming a pre-polymerized resin of glycerol and citric acid, subsequently mixing it with microfibers, and pressing the mixture into a thin film using a flatiron. The result is a flexible thin film that is insoluble in water. Analysis using TGA, DSC and FTIR shows indications of a one-phase system and increased thermal stability contributed by the microfibers. While the microfibers mixed with the resin can be processed into thin films using a simple approach, the main drawback is that control films are extremely difficult to produce without incorporating microfibers. This leaves much room for future development, while this project can serve as a stepping stone for future work.}},
  author       = {{Jirström, Marc}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Converting Poultry Feather Waste into Bioplastics using Green Modifying Agents}},
  year         = {{2021}},
}