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新發(fā)現(xiàn)pet包裝24h降解神器

來源： | 發(fā)布日期：2022-07-15
來自萊比錫大學的科學家最近發(fā)現(xiàn)了一種酶，他們說這種酶可以通過一種稱為生物循環(huán)的過程在創(chuàng)紀錄的時間內(nèi)降解PET。據(jù)報道，在16小時內(nèi)，該酶會導(dǎo)致PET分解90%。該解決方案的真正潛力是什么，如何擴展，以及如何適應(yīng)現(xiàn)有的回收方法？該項目的領(lǐng)導(dǎo)者Christian Sonnendecker博士告訴我們更多。
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首先，您能否向我們的讀者介紹解決方案，解釋它是什么，并告訴我們（用外行人的話）它是如何工作的？
PET的構(gòu)建塊通過酯鍵連接，酯鍵可以通過水解反應(yīng)切割。然而，高能量屏障可防止在環(huán)境條件下水解。酶是生物催化劑，這意味著它們可以降低活化能，因此代表了在相當溫和的反應(yīng)條件下將PET分解成其單體的替代方案。
幾種聚酯降解酶已經(jīng)為人所知，并且已經(jīng)表征。只有少數(shù)候選藥物表現(xiàn)出足夠高的活性，可以在合理的時間內(nèi)完全降解熱成型PET包裝。我們分離出一種更有前途的高活性酶，稱為PHL7。
我想解決方案背后的研發(fā)過程相當廣泛。您能給我們一些關(guān)于這種方法是如何產(chǎn)生的見解嗎？該項目是如何獲得資金的？
Zimmermann教授博士是該研究領(lǐng)域的先驅(qū)之一。在過去的20年中，他的研究小組開發(fā)了聚酯水解酶，用于紡織和洗衣行業(yè)，最近又用于塑料廢物回收過程。項目由國家來源（BMBF，DBU）和歐盟（P4SB，MIPLACE）資助。
我們目前正在尋找耐熱的酶，堆肥堆既能提供高溫，又能提供分解的植物物質(zhì)來容納合適的微生物。通過從環(huán)境樣本中提取DNA，我們可以專門尋找所需的基因并將它們捕獲出來。
在您看來，這種解決方案與現(xiàn)有的塑料廢物流（如機械和化學回收）一起適合在哪里？
酶回收類似于化學回收，只是使用生物催化劑。與現(xiàn)有的回收方法相比，目前尚不清楚該過程是否可以經(jīng)濟地運行。然而，低能耗，高選擇性以及設(shè)計生物催化劑的可能性進一步使酶法成為三級PET回收的有前途的選擇。

機械回收是一個下循環(huán)過程，因為產(chǎn)品質(zhì)量隨著每個周期而降低?；瘜W和酶回收具有通過回收可以再次用于合成的單體來關(guān)閉塑料生產(chǎn)周期的優(yōu)勢，從而獨立于化石資源。

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然而，化學回收是能源密集型的，需要大量的廢物流才能經(jīng)濟地運行，而生物催化回收可以針對特定應(yīng)用進行擴展，并且需要非常小的能量投入。

像這樣的一些創(chuàng)新最近出現(xiàn)在新聞中 - 為什么它們還沒有擴大規(guī)模？圍繞這一點有哪些挑戰(zhàn)？
在過去的15年中，該研究領(lǐng)域取得了巨大的進步，從幾周到幾天，現(xiàn)在已經(jīng)到幾個小時，完全降解典型的PET包裝廢料。法國公司Carbios已經(jīng)有一個試驗工廠在運行，以更大規(guī)模地評估該過程，但似乎該過程仍然不經(jīng)濟。一個巨大的挑戰(zhàn)是，酶只能降解像熱成型容器一樣的無定形PET，而雙軸拉伸的PET（例如飲料瓶）不能被酶直接降解。在這里，Carbios正在使用高能量的預(yù)處理。
在這一點上，您的組織如何擴展您的特定方法？
我們最近將這一過程擴展到1升系統(tǒng)。在這里，我們已經(jīng)學到了很多東西，這些知識將指導(dǎo)我們未來的反應(yīng)堆設(shè)計。我們還與歐盟項目ENZYCLE的行業(yè)合作伙伴合作，進一步開發(fā)回收工藝。
這種創(chuàng)新和生物回收的未來會怎樣？
關(guān)于生物回收，我們目前僅限于聚酯基塑料，如PET作為合適的基材。沒有酶法可用于回收更頑固的塑料，如聚乙烯或聚苯乙烯，這些塑料占全球塑料廢物的很大一部分。
消費后PET的生物催化回收很可能在回收“困難”的塑料廢物方面找到應(yīng)用，例如多層食品包裝，它不能用其他方法加工，目前被燃燒或最終進入環(huán)境。

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