פלסטיק ביולוגי – ירוק מאי-פעם

פולי-חומצה לקטית הוא פלסטיק ביו-מתפרק המשמש בעיקר לחומרי אריזה. על מנת לעמוד בביקושים הגואים עבורו, חוקרים פיתחו תהליך ידידותי לסביבה להכנת כמויות גדולות של חומצה לקטית מתוך גליצרול, שהוא עצמו תוצר לוואי בייצור של ביו דיזל.

גליצרול לא נקי, המושלך בדרך כלל לפסולת, הופך לדיהידרוקסיאצטון ובעזרת שימוש בזרזים הופך לחומצה לקטית הנמכרת בשוק. איור: ETH ZURICH
גליצרול לא נקי, המושלך בדרך כלל לפסולת, הופך לדיהידרוקסיאצטון ובעזרת שימוש בזרזים הופך לחומצה לקטית הנמכרת בשוק. איור: ETH ZURICH

[תרגום צאת ד"ר נחמני משה]

פולי-חומצה לקטית הוא פלסטיק ביו-מתפרק המשמש בעיקר לחומרי אריזה. על מנת לעמוד בביקושים הגואים עבורו, חוקרים פיתחו תהליך ידידותי לסביבה להכנת כמויות גדולות של חומצה לקטית מתוך גליצרול, שהוא עצמו תוצר לוואי בייצור של ביו דיזל.

פסולת פלסטיק מהווה היום את אחת מהבעיות הסביבתיות העיקריות. רוב סוגי הפלסטיק אינם מתפרקים ביולוגית, אלא שהם מתפוררים לפיסות קטנות יותר ויותר בעודם נותרים חומר פולימרי. בנוסף, רוב סוגי הפלסטיק מיוצרים מתוך נפט, שהוא משאב ההולך ומתמעט במהירות. יחד עם זאת, קיימות חלופות מבטיחות לפלסטיק, ואחת מהן היא הפולימר פולי-חומצה לקטית (וויקיפדיה, PLA): זהו חומר ביו-מתפרק המיוצר מתוך מקורות מתחדשים. יצרנים משתמשים בפולימר זה להכנת כוסות ושקיות חד-פעמיות, וחומרי אריזה אחרים. הביקוש לפולימר זה גואה בקביעות ומעריכים כי הוא יגיע לשיעור של מגה-טון אחד לשנה עד שנת 2020.

קבוצת המחקר מהמכון הטכנולוגי של ציריך (ETH), בראשות פרופסורKonrad Hungerbühler מהמכון להנדסה ביולוגית וכימית, מציגה עכשיו שיטה חדשה לייצור חומצה לקטית. התהליך יצרני, זול וידידותי לסביבה יותר מאשר תהליכים של תסיסת סוכר, התהליך המשמש היום לייצור חומצה לקטית. היתרון הגדול ביותר של השיטה החדשה טמון בכך שהיא מנצלת חומר מוצא שבדרך כלל מושלך לפסולת – החומר גליצרול.

גליצרול הוא תוצר-לוואי בייצור של ביו-דלקים מהדור הראשון וככזה איכותו איננה גבוהה מאחר והוא מכיל בתוכו שאריות של אפר ומתאנול. "אף אחד לא יודע מה לעשות בכמויות גדולות אלו של גליצרול לא נקי," אומר אחד מהחוקרים. חומר פסולת זה הופך לנפוץ יותר ויותר, עם 3 מגה-טון בשנת 2014, שיעור הצפוי להתגבר עד כדי למעלה מ-4 מגה-טון בשנת 2020. לאור הזיהומים שבו, גליצרול אינו מתאים לשימוש בתעשיית הכימיה או הרוקחות. יתרה מכך, הוא אינו נשרף היטב ולכן הוא אינו מקור אנרגיה טוב.

ביו-דיזל גולמי מכיל בתוכו כמויות משמעותיות של גליצרול (השכבה הכהה בתחתית). [התמונה באדיבות: Bo Cheng / ETH Zurich]
ביו דיזל גולמי מכיל בתוכו כמויות משמעותיות של גליצרול (השכבה הכהה בתחתית). [התמונה באדיבות: Bo Cheng / ETH Zurich]
"באופן רגיל, הוא אמור לעבור דרך מתקנים לטיפול במי שפכים, אולם לשם חיסכון בעלויות ולאור העובדה כי הוא אינו רעיל, חברות רבות משליכות אותו לנחלים או שהן מוכרות אותו בתור מרכיב במזון לבע"ח. יחד עם זאת, קיימים מספר חששות באשר להשפעתו של חומר זה על בריאות בע"ח."

ניצול חומר פסולת זה על ידי המרתו לחומצה לקטית כבר בעצמו מהווה יתרון ההופך את השיטה החדשה לידידותית יותר לסביבה. במסגרת השיטה הזו, גליצרול מומר קודם כל בעזרת אנזימים לחומר ביניים המכונה בשם דיהידרוקסיאצטון, שהוא עצמו מומר לאחר מכן לחומצה לקטית על ידי שימוש בזרז כימי. הזרז שבו נעשה שימוש הוא בעל ריאקטיביות גבוהה ומשך חיים ארוך. הוא מורכב ממינרל מיקרו-נקבובי, זאוליט, שמבנהו הפנימי מאפשר תגובות כימיות יעילות בתוככי הנקבוביות.

אם לוקחים בחשבון את האנרגיה הנחסכת בזכות השימוש בגליצרול שלא מושלך לפסולת והיצרנות המשופרת, השיטה החדשה מפחיתה את פליטת הפחמן הדו-חמצני הכוללת ב-30% בהשוואה לתסיסה: בשיטה החדשה עבור כל קילוגרם של חומצה לקטית המיוצרת, נפלטת כמות של 6 ק"ג פחמן דו-חמצני, זאת בהשוואה ל-7.5 ק"ג במסגרת שיטות רגילות. "למרות שמרבית חברות הביו-פלסטיק ממוקמות כיום בארה"ב, התהליך הוא די פשוט וניתן ליישום במדינות אחרות המפיקות ביו-דלק ומקבלות את תוצר-הלוואי גליצרול," מסכם החוקר הראשי.

תקציר המאמר

הידיעה על המחקר

 

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן