Iš Metano Ir Augalų Atliekų Biologiškai Skaidomo Plastiko Kalimas

{h1}

Mokslininkai be jokių pastangų privertė natūraliai susidarančias bakterijas valgyti metano atliekas ir paversti jas biologiškai skaidomu plastiku.

Molly Morse yra „Mango Materials, Inc.“ vykdomasis pareigūnas. Šį straipsnį parengė JAV Nacionalinis mokslo fondas Amerikos chemijos inžinierių institutui ir jis pasirodė 2014 m. Vasario mėn. Leidinyje „Chemijos inžinerijos progresas“. Morzė prisidėjo prie šio straipsnio Gyvojo mokslo ekspertų balsai: op-ed ir įžvalgos.

O kas, jei galėtume priversti Didįjį Ramiojo vandenyno šiukšlių pleistrą tiesiog išnykti? O kas, jei plastikai nesikauptų sąvartynuose? O kas, jei mes galėtume sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą ir pakeisti iki 30 procentų pasaulio plastikų biologiškai skaidomu pakaitalu?

Tyrėjai dešimtmečius bandė pasiekti tuos tikslus. Vienas iš būdų buvo plėtoti veiksmingą polihidroksialkanoato (PHA) - biologiškai skaidomo polimero, panašaus į polipropileną, naudojamą plastikinėms pakuotėms, gamybos procesą.

Stanfordo universiteto ir Kalifornijoje įsikūrusios pradedančiosios įmonės „Mango Materials“ kompanijos „Palo Alto“ mokslininkai sugalvojo naują būdą, kaip PHA gaminti iš metano dujų. Gavusi finansavimą iš JAV nacionalinio mokslo fondo, „Mango Materials“ eina procesą komercializacijos link.

Bakterijos, turinčios polihidroksialkanoato (PHA) granules - biologiškai skaidus polimeras, panašus į polipropileną, naudojamą plastikinėms pakuotėms gaminti, - jų bakterijų ląstelių sienelėse.

Bakterijos, turinčios polihidroksialkanoato (PHA) granules - biologiškai skaidus polimeras, panašus į polipropileną, naudojamą plastikinėms pakuotėms gaminti, - jų bakterijų ląstelių sienelėse.

Kreditas: „Mango“ medžiagos

PHA yra biologiškai skaidomas poliesteris, kuris natūraliai gaminamas kai kuriose bakterijose, esant pertekliniam anglies kiekiui ir ribotam maistinių medžiagų tiekimui. Tyrėjai plėtoja PHA gamybos būdus komerciniu mastu, paprastai įtraukdami bakterijų padermes, kurios buvo genetiškai modifikuotos, kad padidintų gamybą ir priimtų anglies šaltinį iš kukurūzų cukraus. Mikroorganizmai maitinasi augaliniu cukrumi ir gamina PHA. Tada PHA atskirtas nuo bakterijų ir paverčiamas granulėmis, kurias galima formuoti į plastikinius gaminius.

Tačiau šis požiūris turi keletą trūkumų: Žaliavoms gaminti reikia naudoti žemės ūkio paskirties žemę ir kitas medžiagas bei konkuruoti su maisto tiekimu.

Polihidroksialkanoaatas (PHA), biologiškai skaidomas polimeras, kurį „Mango“ medžiagos gamina iš bakterijų, vartojančių metano atliekas.

Polihidroksialkanoaatas (PHA), biologiškai skaidomas polimeras, kurį „Mango“ medžiagos gamina iš bakterijų, vartojančių metano atliekas.

Kreditas: „Mango“ medžiagos

„Mango Materials“ procese fermentatoriuje užaugintos bakterijos paverčia metaną ir deguonį kartu su pridėtomis maistinėmis medžiagomis (aprūpindamos perteklinę anglį) į PHA. Galų gale PHA turinčios bakterijos - dabar pažodžiui išsipūtusios su PHA granulėmis - yra pašalinamos iš fermentatorių, o vertingas polimeras, naudojant patentuotus metodus, yra atskirtas nuo bakterijų. Tada PHA pagal poreikį išplaunamas, išvalomas ir išdžiovinamas.

Pasibaigus PHA pagamintų gaminių naudojimo laikui, plastikas gali būti skaidomas anaerobiniu būdu (be oro), gaunant metano dujas. Tai uždaro kilpą ir suteikia naują žaliavą PHA gamybai. Kadangi PHA savybes galima koreguoti keičiant kopolimero kiekį arba naudojant priedus, „Mango Materials“ nustatė įvairias taikymo sritis.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

„Šiuo metu mes orientuojamės į programas, kuriose svarbiausia yra biologinis skaidumas“, - sako Molly Morse, „Mango Materials“ generalinis direktorius. "Tačiau esame atviri visoms programoms ir norime, kad PHA bioplastikai būtų pateikti į rinką."

Šis unikalus požiūris skirtas iššūkiams, pašalinusiems ankstesnius PHA komercializacijos bandymus. Kituose procesuose cukrus naudojamas kaip anglies žaliava, o „Mango Materials“ naudoja metano atliekas, kurios yra žymiai pigesnės nei cukrus. „Naudodami metano dujas kaip žaliavą galime žymiai sumažinti gamybos sąnaudas“, - sako Morse.

Be to, procesas priklauso nuo mišrių laukinių bakterijų, gaunamų natūralios atrankos būdu, o ne genų inžinerijos. Naudojant laukines bakterijas, kurios nėra genetiškai pakitusios, sumažėja kai kurių žmonių susirūpinimas dėl genetiškai modifikuotų organizmų. Dėl mišrių laukinių bakterijų bendruomenės naudojimo sumažėja gamybos sąnaudos, nes pašalinamas poreikis sterilizuoti įrangą.

Studentai padeda nustatyti bioreaktorių „Mango Materials“, skirtą gaminti

Studentai padeda nustatyti „Mango Materials“ bioreaktorių „žaliam“ plastikui gaminti.

Kreditas: „Mango“ medžiagos

„Tai priešingai nei procesai, kuriuos naudoja daugelis biotechnologijų kompanijų, kuriems reikia aukštos grynumo, genetiškai modifikuotų kultūrų“, - sako Allison Pieja, „Mango Materials“ technologijos direktorius. Kaip papildomą naudą aplinkai, procesas atskirtų metaną, stiprias šiltnamio efektą sukeliančias dujas, ir teikia ekonominę paskatą metano surinkimui tokiuose įrenginiuose kaip sąvartynai, nuotekų valymo įrenginiai ir pieno ūkiai.

Nepanaudotas nevėdinamas metanas iš Kalifornijos sąvartynų (remiantis „Methane to Markets Partnership“ 2010 m. Duomenimis), jei jis būtų naudojamas kaip PHA žaliava, per metus būtų gaunama daugiau nei 100 milijonų svarų plastiko. (Šis įvertinimas pagrįstas „Mango Materials“ vidiniais skaičiavimais, naudojant savo normą ir derlingumą).

„Mango Materials“ patikrino šią technologiją ir laboratorijoje pasiekė puikų derlių. Lauko tyrimai parodė, kad metaną vartojančios kultūros taip pat auga biodujų atliekose, į kurias įeina tokie teršalai kaip sulfidai, kaip ir gryname metane. Dabar bendrovė ketina pasiekti tą patį derlių komerciniu mastu. Bendrovės standartinės komercinės įmonės bus tokio dydžio, kad galėtų apdoroti metaną, pagamintą vidutiniame nuotekų valymo įrenginyje - jo užteks daugiau nei 2 milijonams svarų per metus PHA.

Ši technologija buvo finansuota per NSF smulkaus verslo inovacijų tyrimų (SBIR) programą. Šį straipsnį parengė JAV Amerikos chemijos inžinierių instituto JAV nacionalinis mokslo fondas ir jis pasirodė 2014 m. Vasario mėn. Leidinyje „Cheminės inžinerijos pažanga“. Sekite visas „Expert Voices“ problemas ir diskusijas - ir tapkite diskusijos dalimi „Facebook“, „Twitter“ ir „Google +“. Išreikštos autoriaus nuomonės ir nebūtinai atspindinčios leidėjo nuomones. Ši straipsnio versija iš pradžių buvo paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kaip Keliones Padaryti Saugesnes
Kaip Keliones Padaryti Saugesnes

Kaip Jie Seka Daleles Lhc?
Kaip Jie Seka Daleles Lhc?

Mokslas Naujienos


Ar Tikrai Ant Marso Yra Veidas?
Ar Tikrai Ant Marso Yra Veidas?

Tropinės Žuvys Stengiasi Išgyventi Šiltuose Vandenyse
Tropinės Žuvys Stengiasi Išgyventi Šiltuose Vandenyse

Kodėl Paskutinis Floridos Žemės Drebėjimas Yra Toks Retas
Kodėl Paskutinis Floridos Žemės Drebėjimas Yra Toks Retas

Havajų Petnešos Dėl „Katastrofiškų Potvynių“ Ir Nuošliaužos Iš Uragano Juostos
Havajų Petnešos Dėl „Katastrofiškų Potvynių“ Ir Nuošliaužos Iš Uragano Juostos

Pavadinti 3 Nauji Sunkieji Elementai: Darmstadtium, Roentgenium, Copernicium
Pavadinti 3 Nauji Sunkieji Elementai: Darmstadtium, Roentgenium, Copernicium


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com