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新發現pet包裝24h降(jiàng)解神器(qì)

來源： | 發布日期：2022-07-15

來自(zì)萊比錫大學的科學家最近發現了一種酶，他們說這種酶(méi)可以通過一種稱爲(wèi)生物循環的過程在創紀錄的時間(jiān)内降解PET。據報道，在16小時内，該酶會導緻PET分解90%。該解決方(fāng)案的真(zhēn)正潛力是什麽(me)，如何擴展，以及如何适應現有(yǒu)的回收方法？該項目的領導者Christian Sonnendecker博士告訴我們更多。
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首先，您能(néng)否向我們的讀者介紹(shào)解決方案，解釋它是什(shí)麽，并告訴我們(men)（用外行人的話）它是(shì)如何工作的？
PET的構建(jiàn)塊通過酯鍵連(lián)接，酯鍵可以通過水解反應切割。然(rán)而，高能量屏障可防止在環境(jìng)條件下水解。酶是生物催化劑(jì)，這意味着它們(men)可以降低活化能，因此代表了在相當溫和的反應(yīng)條件下将PET分解成其單體的替代方案。
幾種聚酯降(jiàng)解酶已經爲人所(suǒ)知，并且已經表征(zhēng)。隻有少數候選藥物表現出足夠高的活(huó)性，可(kě)以在合理的時間内完全降解熱成型PET包裝。我們分離出一種更有前(qián)途的高活性酶，稱爲PHL7。
我想解(jiě)決方案背後的研(yán)發過程相當廣泛。您能(néng)給我們一些關于這種方法是如何産生的見(jiàn)解嗎？該項目是如何獲得資金的？
Zimmermann教授博士是(shì)該(gāi)研究領域的先驅之一。在過去的(de)20年中，他的(de)研究小組開發了聚酯水解酶，用于(yú)紡織和洗衣行業(yè)，最(zuì)近又用于塑料廢物回收過程(chéng)。項目由國家來源（BMBF，DBU）和歐盟（P4SB，MIPLACE）資助。
我們目前(qián)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來容納(nà)合适的(de)微生物。通過從環境樣本中提取DNA，我們可(kě)以專門尋找所需的基因并将它們捕獲出來。
在(zài)您(nín)看來，這種解決方案與現有的塑(sù)料廢物流（如機械和化學回收）一起适合在哪裏？
酶回收類似于化學回收，隻是使(shǐ)用生物催化劑。與現有的回收方法相比，目前尚不清(qīng)楚該過程(chéng)是否可以經濟地運行。然(rán)而，低能耗，高選擇性以及(jí)設計生物催化劑的(de)可能性進一步使酶法成爲三級PET回收的有前途的(de)選擇。

機械回收是一個下循環(huán)過程，因爲産品(pǐn)質量随着每個周期而降低。化學和酶回收具有通過回收可以再次用于合成的(de)單體來關閉塑(sù)料生産周期的優勢，從而獨立于化(huà)石資(zī)源。

pet包裝膠盒

透明pet包(bāo)裝膠盒

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

像這樣的一些創新(xīn)最近(jìn)出現在新聞中 - 爲什麽它們還(hái)沒有擴大規模？圍(wéi)繞這一點有哪些(xiē)挑戰？
在(zài)過去的15年中，該研(yán)究領域取(qǔ)得了巨大的進(jìn)步，從(cóng)幾周到幾天，現在已經到幾個小時，完全(quán)降解典型(xíng)的PET包(bāo)裝廢料。法(fǎ)國公司Carbios已經有一個試驗工廠在運行，以更大規模地評(píng)估該過程，但似乎(hū)該(gāi)過程仍然不經(jīng)濟。一個巨大的挑戰是，酶隻能降解像熱(rè)成型容器一(yī)樣的無定形(xíng)PET，而雙(shuāng)軸拉伸的PET（例如飲料(liào)瓶）不能被酶直(zhí)接降解。在(zài)這裏，Carbios正在(zài)使(shǐ)用高能量的預處理。
在這一點(diǎn)上，您的(de)組織如何擴展(zhǎn)您的特定方法？
我們最近将這一過程擴展到1升系統。在這裏，我們已經學到了很多(duō)東西，這些知識将指導我們未來的(de)反應堆設計。我們(men)還與歐盟項目ENZYCLE的(de)行業(yè)合作夥伴合作，進一步開發回收工藝。
這種創新和(hé)生物回收的未來會怎樣？
關于生物回(huí)收，我們目前僅限于聚酯基塑料，如PET作爲合适的基材。沒有酶(méi)法可(kě)用于(yú)回收更頑固的塑料，如(rú)聚乙烯(xī)或聚苯乙烯，這些塑料占全球塑料廢(fèi)物的很大一部(bù)分。
消費後PET的生物(wù)催化回收很可能在回收“困難”的塑(sù)料廢物方面找到(dào)應用，例如多層食品包裝，它(tā)不能用其他方法加工，目(mù)前被燃燒或最終(zhōng)進(jìn)入環境。

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