Ученые из Гонолулу (Гавайи, США) разработали технологию производства экологически чистого полимера из обычных пищевых отбросов.
Ежегодно по всему миру выбрасываются на свалку миллионы тон пищевых отходов. Одни только Соединенные Штаты ежегодно вынуждены захоронять около 22 миллионов тон отбросов. Кроме непосредственных затрат на процесс утилизации, горы органики, разлагаясь, существенно влияют и на окружающую среду. В частности, это связано с выделением в процессе разложения значительных объемов метана, содержание которого в атмосфере усиливает парниковый эффект. Не следует также пренебрегать и возможным попаданием вредных продуктов гниения в подземные воды. Не говоря уже о неприятном запахе, который источают свалки, занимающие порой огромные полезные площади.
Группа ученых из гавайского Института природных источников энергии под руководством биохимика Чжана Ю разработала технологию, которая позволяет с достаточной эффективностью получать пластмассу из пищевых остатков. Получаемый полимер подвержен естественному разложению и может использоваться, например, для производства экологически чистых упаковок, одноразовой пластиковой посуды и даже пилюль, которые, рассасываясь в организме, постепенно выделяют содержащийся в них лекарственный препарат.
Суть технологии Чжана Ю заключается в следующем. Пищевые отбросы, взятые учеными из отходов одного из ресторанов, были разбавлены водой и измельчены в однородную массу. После этого смесь несколько недель деражали в герметически закрытом контейнере при повышенной температуре. По прошествии определенного срока в среде размножились анаэробные (развивающиеся в отсутствии кислорода) микроорганизмы, которые разлагают органические вещества, при этом в значительном количестве выделяя органические кислоты, в первую очередь, молочную и масляную.
Образовавшиеся кислоты отделили от смеси, а вместо них добавили новую порцию органики. Выделенные органические кислоты поместили в специальный контейнер с полупроницаемыми стенками, который, в свою очередь, был опущен в емкость с культурой аэробной бактерии Ralstonia eutropha. Стенки контейнера пропускали органические кислоты наружу, в емкость с культурой микроорганизмов, в то время как более грубые частицы задерживались. Микроорганизмы усваивали получаемые соединения и синтезировали их в большие полимерные молекулы, которые откладывались в качестве запасных углеводов.
Чжан Ю сообщает, что полученный полимер (полибетагидроксибутират) может составлять до 70 процентов массы бактериальной культуры, выделенной из внешнего контейнера. Таким образом, авторы технологии утверждают, что реально получать до 20-25 килограммов полимера на каждые 100 кг исходной органической массы.
Было также отмечено, что природа добытого таким образом полимера несколько отличается в зависимости от вида материала, использованного в качестве мембраны между контейнерами. В частности, при использовании вместо силоксана полиэстера, обладающего иной кислотной проницаемостью, бактерии вырабатывали более жесткий полимер (полигидроксибутират-валерат).
Авторы технологии полагают, что их разработка может привлечь немалый интерес компаний, занятых переработкой мусора и, возможно, позволит превратить утилизацию органики в прибыльное дело. Одна из азиатских компаний уже готова применить технологию на практике, сообщает "Компьюлента".
