Londýnski výskumníci predstavili nový postup zhodnocovania odpadov z bioplastových produktov.
Enzymatická recyklácia je jeden z progresívnych trendov recyklácie plastového odpadu. Hlavnou výhodou enzymatickej recyklácie je, že pri nej na rozdiel od zvyčajných metód recyklácie plastu nedochádza k zmene vlastností recyklátu a na zachovanie kvality nového produktu nie je potrebné pridávať nový plast.
Téme sme sa venovali aj v roku 2021, keď konzorcium svetových značiek predstavilo prvú enzymaticky recyklovanú plastovú fľašu, ktorá bola vyrobená postupom od spoločnosti Carbios.
Prelom v enzymatickej recyklácii bioplastov
Začiatkom februára tohto roka informoval portál 3printr.com, že výskumníkom na univerzite King’s College London identifikovali enzým, ktorý dokáže behom 24 hodín úplne rozložiť niektoré bioplasty. Ide predovšetkým o plasty, ktoré sa veľmi často používajú ako baliace materiály jedál pri donáškach, v obaloch na potraviny, plastových pohároch na kávu alebo pivo, slamkách a mnohom inom.
Základným pilierom tejto formy enzymatickej recyklácie je bežne sa vyskytujúci enzým, ktorý je často obsiahnutý aj v pracích prostriedkoch. Výskumníci chceli využiť vlastnosti tohto enzýmu rozkladať plasty v takej podobe, aby bolo možné ho jednoducho škálovať aj na priemyselné aplikácie. Táto forma spracovania je veľmi výhodná, pretože plastové molekuly sa rozkladajú na svoje pôvodné chemikálie, z ktorých možno opätovne vyrobiť ďalšie plasty.
Bioplasty úplne rozložili za 40 hodín
Enzymatická recyklácia má viaceré výhody voči mechanickému spracovaniu odpadov, ako napr. úplný rozklad na monoméry a polyméry. Degradačné vlastnosti enzýmov sa často aktivujú až pri veľmi extrémnych podmienkach ako sú vysoké teploty (>120 °C) alebo veľké množstvá koncentrovaných kyselín, zásad atď. Výskumníci z univerzity King’s College London vypracovali komplexnú a verejnosti dostupnú vedeckú prácu, v ktorej sa týmto problémom venovali.
Ako enzým im poslúžila lipáza B z kvasiniek pseudozyma (candida) antarctica. Na urýchlenie procesov využili takzvané iónové kvapaliny fungujúce ako biokatalyzátor, ktorý umocňuje vlastnosti enzymatickej recyklácie. Po aplikovaní lipázy B v iónovej kvapaline je možné dosiahnuť úplnú degradáciu bioplastov vyrobených z polymliečnej kyseliny (PLA) behom 24 hodín pri 90 °C. Počas 40 hodín za rovnakých podmienok už dochádza k úplnej premene na monoméry.
Pre porovnanie, trvá rozloženie PLA bioplastov v priemyselnom kompostovacom zariadení až 12 týždňov pri 60 °C a 90 % vlhkosti. Takto recyklované plasty sa však rozkladajú len na hnojivá, zatiaľ čo pri enzymatickej recyklácii je možné výsledné monoméry znovu cirkulárne využiť vo výrobnom procese, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Zdroj: Sciencedirect.com
Veľký potenciál má aj pre odpady z 3D tlače
Bioplasty vyrobené z PLA sa nepoužívajú len v potravinárskom sektore, ale sú to takisto najčastejšie využívané materiály pre 3D tlač. Táto technológia v súčasnosti zažíva obrovský rozmach. Okrem toho, že je to veľmi rýchla a relatívne nízkonákladová forma výroby, je takisto veľmi dostupná a škálovateľná. Potvrdzuje to aj vývoj trhu s materiálmi pre 3D tlač v USA za posledných pár rokov.
Zdroj: Researchgate.net
3D tlačiarne sa dnes nachádzajú nielen vo veľkých fabrikách, na výrobných linkách alebo u technologických gigantov. Čoraz častejšie si ich kupujú ľudia do vlastných domácností, aby si mohli sami vyrábať menšie spotrebné materiály. To im zas umožňuje dlhšie udržiavať a opravovať rôzne zariadenia, čím redukujú svoj vznikajúci odpad.
Otázkou však zostáva, čo urobiť s odpadom, ktorý zostane po 3D tlači? Žiaden výrobný proces nie je úplne bez zvyškov, ale v tomto prípade môže byť riešením enzymatická recyklácia. Keďže bolo možné nájsť enzýmy, ktoré dokážu veľmi dobre rozložiť práve zvyšné materiály po 3D tlači, je možné, že tieto dve technológie budú mať významnejšie postavenie na trhu.
Práve preto o tomto prelomovom výskume v enzymatickej recyklácii informoval portál 3printr.com, ktorý sa zameriava na oblasť 3D tlače.
Praktické využitie potrebuje ďalší vývoj
Celý obsah článku je prístupný pre predplatiteľov.
Predplatné obsahuje:
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Odpady-portal.sk (ISSN 1338-1326)
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Energie-portal.sk (ISSN 1338-5933)
- Prístup ku všetkým článkom v denníku Voda-portal.sk (ISSN 2585-7924)
chcem sa prihlásiť
chcem získať predplatné
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.