GENECIS: проект по переработке пищевых отходов в биопластик для 3D-печати

2 Октября 2018, Владимир Кузнецов 6

Утилизация пищевых отходов, пожалуй, является одной из важнейших проблем, касающихся экологии. И если с выбросом веществ в результате сгорания или с бензиновыми двигателями в теории можно что-то сделать, кардинально отказавшись от них в пользу экологически чистых источников энергии, то вот отказаться от пищи не выйдет при всем желании. И группа исследователей из канадского университета Торонто разработала весьма интересный способ, благодаря которому пищевые отходы можно превратить в биоразлагаемый пластик для 3D-печати. А спектр применения такого пластика поистине огромен: от детских игрушек до медицинских приборов.


Получаемый экспертами пластик производится в рамках проекта Genecis, а вещества носят название полигидроксиалканоаты (ПГА). ПГА – это группа высококачественных биоразлагаемых полимеров, которые по физическим свойствам имеют сходство с пластиком «традиционным», но при этом обладают весьма полезной функцией: в почве они разлагаются за 1 год, а в воде – менее, чем за 10 лет. Кажется, что это довольно большой срок, но в сравнении с широко распространенным пластиком на основе ПВХ и других соединений (которым требуется несколько сотен лет на разложение) — это очень хороший показатель.

Производство ПГА проходит в 3 этапа. На 1 этапе генно-модифицированные анаэробные бактерии (то есть те, которым кислород не нужен) разлагают пищевые отходы на жирные кислоты. Этот процесс чем-то похож на тот, что происходит в желудке млекопитающих. Затем «подключаются» бактерии аэробные, которые в присутствии кислорода производят на основе жирных кислот ПГА. Далее наступает пора третьего этапа: очистка ПГА от бактерий и отходов их жизнедеятельности и получение итогового вещества. На получение пластика уходит порядка 7 дней, а на производство сопутствующего газа – 21 день. Его уже можно использовать в качестве топлива.

Один из биореакторов для производства ПГА.

Команда канадских экспертов на данный момент работает над созданием новых видов и подвидов бактерий (многие из которых даже не имеют названия) для улучшения технологии производства. Сейчас эксперты нацелены на разработку процессов, которые позволили бы поставить создание биоразлагаемого пластика на поток. Как заявил директор компании Вани Санкар,

«Мы готовы экспериментировать с бактериальными культурами и дальше. Если сфера применения пластика вполне понятна, то вот биогаз можно использовать для заправки авто. Используя газ, можно снизить выброс продуктов сгорания на 243 тонны в год. И это всего с нескольких автомобилей.»

Эту и другие новости вы можете обсудить в нашем чате в Телеграм.

GENECIS: проект по переработке пищевых отходов в биопластик для 3D-печати

6 комментариев Оставить свой

  1. Sergey1964

    На мой взгляд, баловство. Конвертация органики в биогаз гораздо технологичнее. Сходил на их сайт, глянул. Команда - 11 человек. Если правильно понял их рекламу, на текущий момент они переработали 1080 кг пищевых отходов и получили количество пластика, из которого можно сделать 5586 пластиковых ложек. На фото в комментируемой статье - лабораторный ферментёр. На заставке на сайте Genecis - тоже только лабораторное оборудование, никаких промышленных или полупромышленных биореакторов не наблюдается. Удивительно, как они упомянутую тонну объедков ухитрились переработать.

    Согласно Википедии, производство пищевых отходов в РФ составляет 178 кг на человека в год. Это соответствует среднемировым данным из бегло нагугленных англоязычных источников. Для города с населением 100 000 получаем 178*100000/365 = 48767 кг в день ~ 48.8 тонн в день. На этом фоне успехи группы, переработавшей 1 тонну, не очень впечатляют - особенно с учётом того, что в любой биотехнологии ключевой проблемой является проблема масштабирования. Переработка 1 тонны и переработка 100 тонн - это две огромные разницы. Подозреваю, что прогорит их стартап. Впрочем, "Пусть расцветают сто цветов, пусть соперничают сто школ" ((с) товарищ Мао). )))

  2. botan

    Нефтепродукты не вечны.... Это задел на будушее или реализацию для программ....

    • Sergey1964

      botan, Ну, особого задела я здесь не увидел. )))

      - Технология конвертации органических отходов в биогаз появилась во времена Второй мировой, а в наше время этим не занимается только ленивый. Есть установки на все вкусы - от промышленных до бытовых, под любое сырьё, с получением на выходе либо метана, либо (если остановить процесс на первой стадии) водорода.
      - Хорошие и разные биопластики (как микробного происхождения, так и не-микробного) тоже не делает только ленивый, очень популярная тема. И тоже есть промышленные технологии, хорошие и разные.

      Новизна здесь только в том, что авторы решили совместить два процесса. Первый процесс - это анаэробное сбраживание органики с получением на выходе (скорее всего) водорода. Второй процесс - аэробный микробный синтез биопластика из продуктов брожения.

      Решение довольно спорное. Во-первых, на выходе автоматически будет меньше биогаза (водорода/метана), чем при классическом сбраживании, так как законы сохранения вещества и энергии никто не отменял. Во-вторых, выход биопластика не впечатляет - порядка 22 кг на тонну органики. В-третьих, состыковать два биотехнологических процесса в промышленных условиях достаточно непросто. Задача, разумеется, решаемая - однако создаёт для промышленных биотехнологов и разработчиков оборудования лишний геморрой на ровном месте.

      Я не утверждаю, что у команды не получится довести свою технологию до коммерчески выгодного промышленного применения. Однако не вижу каких-то радикальных преимуществ перед классическими технологиями, потому и написал "Подозреваю, что прогорит их стартап". На мой взгляд, они пытаются сделать гибрид подводной лодки и самолёта. В итоге будет плохо летать и плохо плавать.

      • Sergey1964

        Sergey1964, P.S.
        Дело в том, что современные биотехнологии позволяют конвертировать любую органику в любую другую органику. Например, отходы свинофермы можно конвертировать в биогаз, а можно - в рыбу (обе технологии применяются в промышленных масштабах). Солому можно конвертировать в тот же биогаз, или - в органическое удобрение, или - в биомассу съедобных грибов, или - в спирт, или - в биопластик... И так далее.

        Так что ключевой вопрос современных биотехнологий не в том, чтобы конвертировать одну наперёд заданную органику в другую наперёд заданную органику. Ключевой вопрос в том, чтобы эта конвертация была коммерчески выгодной. И не просто выгодной, а более выгодной, чем существующие аналоги. Как уже написал, у меня есть сильные сомнения в том, что предлагаемая технология будет иметь коммерческие преимущества перед существующими биотехнологиями.

  3. ReggaeStyle

    Еще отходы жизнедеятельности бы перерабатывали в полезное русло, скоро все закакаем.

  4. Sergey1964

    "Еще отходы жизнедеятельности бы перерабатывали в полезное русло, скоро все закакаем."

    Аэротенки успешно работают уже больше 100 лет, с 1914 г. В Вашем городе бытовые-канализационные стоки тоже наверняка гонят через аэротенки, а не сбрасывают прямо в речку. А конечным продуктом там является микробная биомасса, она же "активный ил", которую потом компостируют и превращают в органо-минеральное удобрение. Или, как вариант, можно сбраживать в метантенках с получением биогаза. ))

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.