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『最新进展』法国初创公司 Carbios 正在使用酶高效回收PET一次性塑料

已有 1047 次阅读 2021-10-15 10:09 |个人分类:生物基|系统分类:科普集锦

随着人类的环保意识越来越强,塑料也被大多数人归为一种环境祸害,而且大多数都无法回收利用。然而酶是大自然的催化剂,可能会有所帮助。

                                             

9 月下旬,法国初创公司 Carbios 在法国中部开设了一家示范工厂来验证这一想法。该设施将使用酶来回收 PET,这是最常见的一次性塑料之一,主要用于制造大多数饮料瓶,每年全球的使用量超过7000万吨。


几十年来,我们一直采用机械方法回收某些塑料(如 PET),基于化学和酶的工艺可以生产更纯净的产品,或者让我们能够回收传统技术无法处理的衣物等物品(涤纶纤维)。Carbios 的技术已经可以从 PET 塑料废料解聚获得的单体以及 PET 聚酯纺织废料中生产第一批透明 PET 瓶。


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由于一次性塑料主要来自石油,到 2050 年塑料可能占世界年石油消耗量的 20%。减少对塑料的依赖,并找到重新利用世界上已经存在的塑料的方法,可以大大减少碳排放。


目前,全世界每年只有大约15% 的塑料被收集起来进行回收,PET的回收率较高,一般超过80%。自 1990 年代以来,研究人员一直在尝试寻找分解塑料的新方法,希望能够回收更多塑料。一些公司和研究人员一直致力于开发酶促过程,如 Carbios 使用的方法,以及化学过程,如Loop Industries使用的方法。但直到最近,酶促和化学过程才逐渐开始商业化。 


Carbios 的新反应堆有 20 立方米——大约相当于一辆货车的大小。它可以一次容纳 2 吨塑料,或相当于约 10万 个磨碎的瓶子,并在 10 到 16 小时内将其分解成 PET 的组成部分——乙二醇和对苯二甲酸。


C-ZYME® 回收过程使用能够解聚 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的酶,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)存在于各种塑料和纺织品中。解聚的单体在重新聚合成 PET 之前经过纯化,其质量与源自石化产品的原始 PET 相当。与传统方法不同,Carbios 的突破使各种 PET 废物(透明、有色、不透明、复杂塑料、聚酯纺织品)的无限回收以及生产 100% 可回收和 100% 可回收的 PET 产品在整个过程中保持其原始质量过程。


该公司计划利用从示范设施中学到的知识建造其第一个工业工厂,该工厂将容纳一个比示范反应堆大约 20 倍的反应堆。Carbios 的首席科学官Alain Marty表示,该工厂将建在欧洲或美国某处的塑料制造商附近,计划在 2025 年投入运营。



自 2011 年公司成立以来,Carbios 一直在开发酶促回收。其过程依赖于酶来切割构成塑料的聚合物长链。然后可以将所得单体纯化并串在一起以制造新塑料。Carbios 的研究人员从细菌用来分解叶子的天然酶开始,然后对其进行调整以使其更有效地分解 PET。

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Carbios 在法国克莱蒙费朗的示范设施


Carbios公司 估计,与原始(新建、非回收)PET 相比,其酶促回收过程可将温室气体排放量减少约 30%,后期这个数字还会增加。


在最近的一份报告中,研究人员估计,与制造原始 PET 相比,通过酶促回收制造 PET 可以减少 17% 至 43% 的温室气体排放。美国国家可再生能源实验室的研究员、该报告的合著者 Gregg Beckham)表示,该报告并不是专门关于 Carbios,但它可能是对其过程的一个很好的估计。虽然开发新酶一直是新研究和商业努力的重点,但该过程的其他部分将决定该技术的效率和成本效益。比如将塑料制成酶可以有效分解或分离酶吐出的东西的形式,这可能需要大量的能量和时间,并增加排放和成本。


Marty 说,Carbios 的产品大约是原始 PET 的两倍。相比之下,机械回收的 PET 仅比原始 PET 贵约 50%。Marty 指出,Carbios 的 PET 仍然只需要花费大约 2 美分一个小的透明塑料瓶,他认为这对制造商来说是一笔相对较小的费用。公司可能愿意支付。在今年早些时候的一份新闻稿中,Carbios 展示了来自百事可乐和雀巢等合作品牌的演示瓶。Carbios 回收废弃塑料并将其交给公司,这些公司用它来制造新瓶子。


最终,酶促回收可能能够完成机械回收无法做到的事情,例如回收衣服或混合塑料流。但就目前而言,这两种方法都面临着许多相同的问题,例如在世界大部分地区收集用于回收的一次性塑料如此之少。酶促回收只是有效减少塑料排放和环境影响所必需的一系列解决方案中的一个。


主要内容来自编译整理,仅供参考。




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