Биополимеры также называют биопластами. Полигидроксиалканоаты так же податливы, как и пластмассы из ископаемого сырья. «Но это уже было то, что у них было общего», - говорит доктор Инж. Себастьян Ридель, который вместе с доктором инж. Стефан Юнне исследует производство PHA. И биопластик - это не то же самое, что биопластик. «Половина из двух миллионов тонн биопластов, которые в настоящее время производятся во всем мире каждый год, не подвержены биологическому разложению, а другая половина иногда бывает трудной», - говорит Ридель. С PHA это не так - он полностью расщепляется на углекислый газ и воду в воде и почве и не представляет опасности для здоровья.
Вещество ПГА можно получить из многих веществ - из кукурузы, сахара, глицерина или пальмового масла. Dr.-Ing. Себастьян Л. Ридель начал исследования PHA десять лет назад в Соединенных Штатах в Массачусетском технологическом институте (MIT) на пальмовом масле. «Это супер несложный исходный материал для производства вещества», - говорит Ридель. Но плантации пальмового масла занимаются тропическими лесами. Когда он приехал в TU Berlin в 2012 году, он прекратил свои исследования с пальмовым маслом. «Найден заменитель пластика, вырублен тропический лес - это не может быть результатом исследований», - объясняет Ридель свое решение. С 2017 года Riedel расширяет свои исследования PHA биогенными остатками в области биотехнологического инжиниринга, который занимается разработкой устойчивых биологических процессов.
Пиролиз
Компания генерирует энергию из пластиковых отходов
В поисках альтернативы исследователи выбрали отходы жиров, которые встречаются в сельском хозяйстве (тушах животных), в сфере общественного питания или при переработке пищевых отходов.
Кислородный газ помогает в производстве ПГА
Но как вонючий коричневый жир становится таким PHA, который появляется вместе с тончайшей белой мерцающей папиросной бумагой или может иметь консистенцию стирального порошка или попкорна? «Это делают бактерии Ralstonia eutropha или Cupriavidus necator, также известные как кислородно-водородные бактерии. Мы даем им «малочен» за нас », - смеется Ридель. Ученые помещают бактерии в раствор минеральной соли и снабжают их азотом, фосфором, кислородом и углеродом. Они добавляют углерод в виде ненужных жиров. Бактерии растут. Через некоторое время азот удаляется из бактерий. «Они реагируют на этот недостаток, создавая избыточный углерод в отработанном жире в качестве запаса энергии в своих клетках и превращая его в PHA», - добавляет Ридель.
устойчивость
Это делает пластик более пригодным для переработки
Если бы исследователи добавили азот через определенное время, бактерии сначала использовали бы внутриклеточно сохраненный ПГА в качестве источника энергии. «Конечно, мы этого не делаем, потому что мы хотим получить ПГА в клетках, поэтому мы экстрагируем его растворителями, которые могут быть частично восстановлены после процесса», - объясняет Ридель. Исследователи работают над альтернативными методами обработки, которые должны сделать процесс более дешевым и устойчивым в долгосрочной перспективе.