A cheap and green method to reduce the damage of agricultural waste

One of the researchers, Rima Ganaim, explains: "The types of agricultural waste in Israel can reach enormous masses of millions of tons per year: animal excrement, carcasses from the meat industry, eggs and other industries, plant waste and waste generated from textile mills. All of these together produce a multitude of hazards that we would be happy to avoid them and at least reduce them"

מחקר חדש בהובלת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מציע שיטה מהפכנית להפיכת פסולת חקלאית לפלסטיק ביולוגי מתכלה. השיטה עשויה להיות בעלת יישומים רבים בהנדסה חקלאית, בביוטכנולוגיה ובטיפול במזהמים. המחקר נבע מיוזמתה של הדוקטורנטית רימה גנאים מהחוג ללימודי סביבה, החוקרת פלסטיק מתכלה בהנחייתו של פרופ׳ אלכסנדר גולברג מביה"ס פורטר לסביבה ומדעי כדור הארץ ובשיתוף פעולה עם פרופ׳ מיכאל גוזין וד״ר ג׳אגאדיש דאס מבית הספר לכימיה בפקולטה למדעים מדויקים. שותפים נוספים למחקר הם הדוקטורנטים נביל גנאים ורזאן יונס, שניהם מהמרכז למו"פ אזורי-המשולש בכפר קרע ומאוניברסיטת תל אביב.

Agricultural waste is a sanitary and ecological nuisance that may cause serious damage. Many organic materials that are dumped in agricultural environments, attract large populations of predators such as jackals, and these in turn violate the delicate ecological balance in that agricultural environment - whether by predation of other animals, whether by causing damage to irrigation systems and, of course, by the transmission of diseases. Therefore, there is a growing need to find effective and sustainable solutions to the problem.

רימה גנאים מסבירה: "סוגי הפסולת החקלאית השונים יכולים להגיע במדינת ישראל לבדה למסות עצומות של מיליוני טונות בשנה. אנחנו מדברים על הפרשות של בעלי חיים, פגרים מתעשיית הבשר, הביצים ותעשיות נוספות, פסולת צמחית ופסולת שנוצרת מבתי בד. כל אלה יחד מייצרים שלל מפגעים שהיינו שמחים להימנע מהם ולכל הפחות לצמצם אותם.

בפסולת שנוצרת בתעשייה החקלאית ישנו סוכר בשם מניטול, אשר משמש לעתים רבות כממתיק מלאכותי וגם מצוי לעיתים בתרופות. מתברר שכאשר מגדלים חיידק בשם C.ampihlecti על פני מצע המניטול, נוצר בתהליך ביוסינתטי פולימר בשם PHB, וזהו חומר מתכלה שקל יחסית לטפל בו."

The researchers say that the bacterium was isolated from a marine algae called Olba (also known as sea lettuce), while the mannitol itself (which naturally exists in agricultural waste) was experimentally extracted from natural leaves. The proposed method, the researchers hope, will dramatically reduce the existing production costs of biodegradable waste.

גנאים מוסיפה: "מבחינה כימית, מטרת התהליך הסינתטי שביצענו היא לדמות את השיטה המוצעת. ראשית, מיצינו את המניטול מתוך עלי סלרי ועלי זית, ויצרנו נוזל עתיר בחומר זה. בתוך הנוזל גידלנו תרבית חיידקית. לאחר מכן מיצינו את הפולימר הביולוגי מהתרבית החיידקית ע"י המסה בממס אורגני 'ירוק' ייחודי. אנליזה ספקטרוסקופית שביצענו במעבדה, הוכיחה שאכן זהו ה-PHB המיוחל."

המגבלה המרכזית שקיימת כיום בכל הקשור להפקה של PHB בכמויות גדולות היא עלות הייצור הגבוהה. מלבד זאת, חלק מהתהליכים הנהוגים אינם ידידותיים לסביבה, הגם שהם יעילים. פרופ' גולברג מסביר  שהשיטה החדשה לא רק יעילה, אלא גם עתידה לתת מענה לשני חסרונות מרכזיים אלה – היא תפחית באופן דרמטי את עלויות הייצור וכמו כן השימוש בממס הטבעי הייחודי בתהליך, הופך אותו ל'ירוק' למדי.

פרופ' גולברג ופרופ' גוזין מסכמים: "מבחינתנו, יש כאן אמירה משמעותית לפיה חייבים לייצר חומרי גלם חדשים מפסולת ככל הניתן. מאוד חשוב להדגיש שהפתרון שמפחית את הזיהום לא יבוא רק משימוש של פולימרים מתכלים אלה גם באמצעות הקטנה צריכת של פלסטיק על ידי כל אחד ואחת מאיתנו. כאן אנחנו מדגישים שניתן גם להפחית פסולת וגם ליצור פולימרים מתכלים שימושיים בתהליך שאיננו מזיק לסביבה."

for the scientific article

More of the topic in Hayadan:

• Algae grown in salt water will save the world from the plastic epidemic
• Carbon dioxide as a filler for plastic
• Researchers at IBM have discovered a process for turning old phones and CDs into a new type of non-toxic plastic

.