לייצר פלסטיק מעץ

פיתוח ישראלי: חומר לבנייה ירוקה מפסולת תעשייתית
י

שראל אינה בדיוק מעצמה בכל מה שקשור ליערנות ולתעשיית העץ בעולם, אבל ייתכן שדווקא מגבעות הטרשים המהבילות של המזרח התיכון ייצא הפתרון לאחת הבעיות הקשות של ארצות הצפון. תעשיית הנייר העולמית מייצרת בכל שנה עשרות מיליוני טונות של פסולת: עיסת עץ שאין לה שום שימוש תעשייתי. פיתוח ישראלי עשוי לפתור חלק ניכר מהבעיה, ולייצר מהפסולת תחליפי פלסטיק וספוגים מוקשים למגוון שימושים בהם בנייה, תחבורה ואריזות מתקדמות.

חומר יוצא דופן

ההבדל העיקרי בין צמחים לצורות חיים אחרות על כדור הארץ, הוא מבנה התאים שלהם. בצמחים (ובסוגים מסויימים של חיידקים), יש לתאים דפנות חיצוניות קשיחות, המורכבות מתאית – צלולוז. התאית היא שרשרת ארוכה מאוד של מולקולות סוכר פשוטות (גלוקוז) המחוברות ליצירת סיבים. כבר ב-1949 גילו מדענים כי התאית בצמח מורכבת משתי צורות שונות של סיבים. באזורים מסויימים שלה הסיבים מסודרים במבנה גבישי ייחודי (כלומר, תבניות מסודרות החוזרות על עצמן שוב ושוב), ואילו באזורים אחרים שורר בלאגן – ואין לתאית מבנה מוגדר. התכונה הזו מאפשרת לדופן התא גמישות מסויימת, כך שהתא יכול להתנפח או להתכווץ. רק חצי מאה לאחר הגילוי, התחילו מדענים לזהות בהדרגה את התכונות המיוחדות של גבישי התאית ולהבין כי זה חומר בעל פוטנציאל תעשייתי. ואולם, ההבנה הזו לא הניבה פיתוחים חדשים, משום שהפקת הגבישים מן החומר הצמחי היתה תהליך מורכב ויקר.

זמן שאול

שאול לפידות היה תלמיד מחקר במעבדתו של פרופ' עודד שוסיוב בפקולטה למדעי החקלאות, המזון והסביבה של האוניברסיטה העברית, כשנתקל בפעם הראשונה בגבישי התאית. הוא עסק בחקר תכונות המבנה של סיבי רזילין (resilin) – חלבונים גמישים הקיימים בשרירים של חלבונים, ומקנים לחגבים ופרעושים את כושר הניתור האדיר. בנסיון ליצור גרסה מלאכותית משופרת של סיבים כאלה, הוא ניסה לחזקם באמצעות גבישי התאית, ופיתח דרך יעילה להפיק את הגבישים מתוך החומר הצמחי – באמצעות טיפול בעיסה בחומצה חזקה ותהליכי קירור. התוצאה היתה קבלה של חומר המכונה NCC –Nano Crystalline Cellulose – גבישים זעירים בעלי תכונות של פלסטיק. תהליך חימום נוסף מאפשר לצקת את הגבישים ללוחות ספוגיים קשיחים. הלוחות האלה יכולים לשמש חומרי בידוד בבנייה, וכן בתעשיית התחבורה – אוטובוסים, רכבות, כלי שיט ועוד. כמו כן, הספוגים עשויים לשמש בייצור אריזות מתקדמות. החומרים האלה אמורים להתחרות בשוק עם חומרים מוקצפים כמו PVC או PET, המיוצרים כיום מנפט גולמי, להיות טובים לפחות כמותם מבחינת התכונות המכאניות, וטובים עוד יותר מבחינה סביבתית. "אלה חומרים עמידים המיוצרים בתהליך ידידותי יותר לסביבה מהחומרים הפלסטיים הקיימים, עמידים יותר לבעירה, וגם כשבוערים הם פולטים פחות חומרים מזהמים. גם בסוף דרכם הם אינם מזהמים את הסביבה", מסביר לפידות. "נוסף על כך, המוצרים שלנו פותרים בעיה מהותית של תעשיית העץ שמייצרת עשרות מיליוני טונות של פסולת מדי שנה, ומגרדת את הראש מה לעשות עם הבעיה הזו".

ה-cash בעץ

לפידות ושוסיוב ייסדו בפקולטה לחקלאות חברה מסחרית לפיתוח החומרים היחודיים על בסיס NCC המופק מן הפסולת של תעשיית הנייר, ואליהם חבר המומחה השבדי טורד גוסטפסון. החברה – מלודאה (Melodea), קיבלה בשנה שעברה יותר ממיליון אירו במענקי מחקר מהאיחוד האירופי, במסגרת תכנית WOODY – תכנית של האיחוד לפתרון בעיית הפסולת של תעשיית הנייר. דרך התכנית נוצר קשר עם חברת Holmen השוודית, אחת הענקיות בתחום, המשקיעה כיום מיליוני אירו בפיתוח המוצר, תמורת חלק מהבעלות במלודאה. "הפוטנציאל הכלכלי עם התגשמות השאיפות המלאות שלנו הוא כמעט אין-סופי", אומר מנכ"ל מלודאה, יורם שקדי. "מדובר על החלפת חומרי פלסטיק וספוגים תעשייתיים שמקורם בתעשיית הנפט, במוצרים שמקורם בפסולת תעשייתית של ייצור נייר. כך שיש מיליוני טונות של חומר גלם מדי שנה".

המודל העסקי המתוכנן של מלודאה הוא מכירת הטכנולוגיה למפעלי נייר גדולים, כך שיחידות הייצור של הפלסטיק יקטינו את נפח הפסולת של המפעל, יפחיתו את הזיהום, ויאפשרו להפיק מהפסולת מוצר בעל תנובה כלכלית. בשנה הבאה אמור לקום בישראל מתקן פיילוט למתקן ייצור בהיקף קטן, וב-2015 מתכננת החברה להתחיל בהפעלתו של מתקן ייצור ראשוני בהיקף מסחרי, באתר באירופה.