שיטה חדשה להכנת כימיקלים חשובים מביומסה

חוקרים מאוניברסיטת המדינה של אייווה מצאו שיטה חדשה להכנת כימיקלים חשובים כגון אתילן גליקול ופרופילן גליקול מביומסה במקום ממקורות נפט.

החוקר Walter Trahanovsky, פרופסור לכימיה מאוניברסיטת המדינה של אייווה, חיפש דרך להכין נגזרות סוכר מתאית (צלולוזה) ומחומרים אחרים שמקורם בביומסה באמצעות כימייה של טמפרטורה גבוהה. לשם כך, הוא וקבוצת המחקר שלו בחנו את התגובות של חומרי-תאית בתוך כהלים, ובתנאים של טמפרטורה ולחץ גבוהים.

הם בחנו את תוצרי התגובה שלהם באמצעות ספקטרוסקופיית תמ”ג (NMR). ניסויים מוקדמים הראו כי אכן נוצרות נגזרות הסוכר הצפויות. אולם, מחקר נוסף חשף בברור כמויות משמעותיות של אתילן גליקול ופרופילן גליקול. “זו הייתה הפתעה אמיתית,” אמר החוקר. “לא ציפינו לתוצרים אלו, כך שמעולם לא חיפשנו אותם. אולם הם תמיד היו שם.”

השימושים באתילן גליקול כוללים חומרים נוגדי-קיפאון לרכב, סיבי פוליאסטר ובקבוקי פלסטיק. לפרופילן גליקול יש שימושים רבים, בכללם תוספי-מזון, ממס בתעשיית הרוקחות, חומרי לחות בחומרי-קוסמטיקה וכחומר צינון במערכות קירור נוזליות.

המרה של ביומסה לדלקים ולכימיקלים אחרים מחייבת שימוש בחומצות חזקות או בתרכובות פעילות ויקרות אחרות. בתהליכים אלו נוצרת גם פסולת כימיקלים שאותה יש לאסוף ולהרחיק בשל שיקוליי בטיחות.

החוקרים טוענים כי הם מצאו שיטה שהיא פשוטה יותר ועדיין יעילה וטובה יותר לסביבה. “בשיטה שלנו טמון פוטנציאל רב,” אמר החוקר הראשי. זה אינו חלום פרוע להאמין שניתן לפתח את השיטה שלנו לתהליך מעשי.”

תהליך המרת הביומאסה מבוסס על הכימיה של נוזלים סופר-קריטיים (supercritical fluids) – נוזלים המחוממים בלחץ עד למצב שהצורה הנוזלית והצורה הגזית שלהם מתמזגות. במקרה הזה, מסביר החוקר הראשי, התוצאות העיקריות הן קבלת כמויות משמעותיות של אתילן גליקול, פרופילן גליקול וכימיקלים אחרים שהם בעלי משקל מולקולארי נמוך. בנוסף, מציין החוקר, בתהליך מיוצרים גם גליקוזידים והחומר levoglucosan הניתנים להמרה לגלוקוזה המשמשת לייצור אתאנול או בשימושים אחרים.

כל החומרים הללו מתקבלים ללא השימוש במגיבים יקרים כגון חומצות, אנזימים, זרזים או גז המימן, מוסיף החוקר. התהליך התרחש אפילו כאשר בביומסה היו מצויים זיהומים. חברת הקניין הרוחני של האוניברסיטה הגישה בקשה להגנת השיטה ע”י פטנט.

הידיעה מהאוניברסיטה