Researchers at the National Renewable Energy Laboratory in Colorado have developed a new process that enables the conversion of plastic waste into a single, extremely useful chemical
[Translation by Dr. Moshe Nachmani]
התהליך מתבסס על שילוב של שיטות כימיות וביולוגיות על מנת לבצע הליך של מיחזור משביח (upcycle) של שלושה סוגים נפוצים של פלסטיק, והוא עשוי לספק דרך חדשה לשפר תהליכי מיחזור, זאת על ידי ביטול הצורך למיין מראש ולהפריד את סוגי הפלסטיק השונים. "רצינו לפתח תהליך שיוכל לאפשר את ההמרה של תערובת פסולת פלסטיק שרכיביה די שונים," אמר Gregg Beckham מהמעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת בקולורדו, ארה"ב. "המניע שלנו, בהיבט זה, היה באמת לנסות ולהימנע מהניפוי היקר והדי מתיש של תערובת פסולת פלסטיק. ובמקרים רבים פסולת הפלסטיק למעשה קשורה פיזיקלית – בדומה לאריזות רב-שכבתיות או במקרה של בדים."
The research team has now demonstrated a two-stage process that in the first stage breaks down the polymers that make up the mixed plastic using a catalytic auto-oxidation reaction and then in the second stage feeds the oxidized products into a vessel with genetically modified bacteria. This process converts the various compounds formed in the first step into one of two possible bioproducts. The process uses polystyrene, high-density polyethylene and polyethylene terephthalate (PET) plastic as raw materials, so that in the end they are converted into polyhydroxyalkanoates - natural polyester - or beta-ketoadipate, which can be used to produce nylon with improved performance.
השלב הראשון בתהליך קיבל את השראתו מתהליך כימי קיים המשמש כבר היום בקנה מידה מסחרי בתעשיה הפטרוכימית, מסביר החוקר הראשי. "זהו נוהג מאוד נפוץ להשתמש בחמצון בתעשיה הכימית על מנת ליצור אבני בניין המייצרות פוליאסטרים וחומרים חשובים אחרים," הוא מוסיף ואומר. "וכמובן, תהליך זה מבוסס ישירות על תהליך Amoco מאמצע המאה הקודמת שבו מחמצנים באופן בררני פרא-קסילן לכדי חומצה טרפתאלית." תוך ניצול של המערכת הקליטית של תהליך אמוקו [קובלט-מנגן-ברומיד] בתגובה עם חומרי הגלם של הפלסטיק ניתן לפרק את הפולימרים השונים שבפסולת הפלסטיק לכדי תערובת של חומצות קרבוקסיליות. תוצרים אלו מגיבים בשלב הבא עם חיידקי קרקע מהונדסים גנטית לשם המשך התהליך. לפני כעשור, צוות המחקר הציע להשתמש בתהליך ניפוי ביולוגי זה עבור המרה של תערובת חומרי ביניים מחומצנים הנגזרים מתוך ליגנין לכדי תוצר יחיד. כעת, אותם חוקרים מיישמים את אותו רעיון עבור תרכובות הנגזרות מפסולת פלסטיק.
The biological phase of the process is based on the bacteriaPseudomonas putida , שבטבע מעכל חומצה בנזואית ודי-חומצות קרבוקסיליות אלקיליות – תוצרי הפרוק המחומצנים של פוליסטירן וכן פוליאתילן בצפיפות גבוהה. החוקר הראשי מסביר כי גישה של מטבוליזם מהונדס מאפשרת לחוקרים להרחיב את הטווח של המקורות הפחמניים הנצרכים על ידי חיידקים. "היינו צריכים להנדס את החיידק כך שיוכל לעכל את תוצרי הפרוק של חומצה טרפתאלית", הוא מסביר. "לפיכך, השתמשנו באנזימים קטבוליים הממירים חומצה טרפתאלית לכדי אותם חומרי ביניים הנגזרים מתוך פוליסטירן". הנדסה מטבולית נוספת מאפשרת לנו לכוונן את התוצרים הכימיים הנוצרים על ידי החיידק כך שמקבלים או ביתא-קטואדיפאט או פוליהידרוקסיאלקאנואט. "המחקר הנוכחי הוא הראשון המדגים כיצד עוברים מפסולת מעורבת לתוצר טהור תוך שימוש בגישה בינתחומית (כימיה-ביולוגיה) מרתקת", אומר אחד מהמומחים בתחום. "שיטות מיחזור משופרות לפסולת פלסטיק מעורבת חשובה במיוחד לאור העובדה כי הפרדה של חומרים מרובדים תמיד תהיה שלב מאתגר".
כעת, לאחר שצוות המחקר הוכיח כי הרעיון שלהם פועל כהלכה, הוא מקווה לשפר את התהליך, לרבות הרחבת טווח הפולימרים שבהם ניתן להשתמש. "ניסינו את התהליך הזה גם עם פולימרים אחרים ולא מצאנו כל מגבלה במסגרתו", אמר החוקר הראשי.
More of the topic in Hayadan:
One response
Excellent article. All are reported correctly