Няколко нови проекта превръщат отпадъците в храна за микроби, които създават PHA, вид пластмаса, която се разлага напълно сама, предлагайки по-евтина алтернатива на настоящите биопластмаси.
От калъфи за мобилни телефони, направени от нишесте, до пелени, които се компостират в почвата, продуктите, направени от биопластмаси, са по-достъпни от всякога. Вече можете да намерите биопластмаси във вилици за еднократна употреба на Whole Foods, чаши за кафе Philz и дори в опаковки на фъстъци. Тези пластмасови алтернативи се произвеждат почти по същия начин като конвенционалните пластмаси на основата на изкопаеми горива, но основното разграничение е в източника на суровините. Биопластмасите се произвеждат от възобновяеми ресурси като растителни масла, дървени стърготини и хранителни отпадъци. Биопластмасите обикновено имат по-нисък въглероден отпечатък, тъй като няколко вида имат способността да се разграждат напълно сами по себе си или чрез промишлена обработка, според документ, който ще бъде пуснат следващия месец. Но биопластмасите, често наричани пластмаси на био основа, не всички са еднакво биоразградими.



Пластмасите на биологична основа като PET (полиетилен терефталат), например, понякога могат да се рециклират, но не  са и биоразградими. Производството на биопластмаси също създава различни въглеродни отпечатъци - понякога произвежда значително повече от производството на традиционни пластмаси.
Две от най-разпространените биоразградими биопластмаси са PHA (полихидроксиалканоати), които са биоразградими, и PLA (полимлечна киселина), които се използват много по-често, но могат да се компостират само в индустриален мащаб. Индустрията на биопластмасата се разраства бързо, като се очаква да достигне стойност от 57 милиарда долара до 2032 г., според една изследователска фирма. Въпреки че има напредък, производството на биопластмаси е три до четири пъти по-скъпо от традиционните пластмаси. Ето защо изследователите използват нови технологии – като пренасочване на технологията, използвана за пречистване на отпадъчни води – и нови материали като изхвърляне на сирене, за да направят биопластмасата по-евтина. Биоразградима пластмаса, произведена от хранителни отпадъци Бактерии като вида Cupriavidus necator синтезират PHA, биопластмаса, която е напълно биоразградима, изцяло сама. За да направят PHA, учените поддържат тези микроорганизми дебели и доволни от „изходна суровина“ – обикновено някакъв вид захар като царевично нишесте – така че да се размножават и да започнат да произвеждат PHA. Тази суровина в крайна сметка представлява голяма част от производствените разходи. Ruihong Zhang, професор по селскостопанско инженерство в UC Davis, решава този проблем, като я храни с филтрирана от бактерии суроватка, страничен продукт от производството на сирене, който обикновено се изхвърля. Не само, че е безплатна от млечните компании – те обикновено трябва да платят, за да изхвърлят този материал, така че е от полза и за тях. Освен това има целогодишно предлагане от него, за разлика от други по-сезонни селскостопански продукти, казва Джан.




Първата стъпка към производството на PHA е извличането на лактозата от суроватката с ензим, наречен лактаза. Продуктът, вече без лактоза, подхранва бактериите Haloferax mediterranei, които се разширяват и произвеждат PHA в клетките си. Клетките се потапят в прясна вода и ниска концентрация на киселина в загрят съд за няколко часа. PHA естествено се отделя и се изсушава на прах по време на този процес. След това PHA прахът се разтопява и оформя в бутилки за еднократна употреба, опаковъчни филми и картони с покритие от PHA. Джан се надява, че нейната технология може да намали цените на PHA (в момента около 2,25 до 2,75 долара за паунд) с поне 50 процента и по-близо до цената на традиционните пластмаси, чието производство струва около 0,60 до 0,87 долара за паунд. Тя се надява нейната технология да бъде търговско достъпна след 3 до 5 години.
Във Virginia Tech University професор Zhiwu "Drew" Wang, доцент по инженерство на биологични системи, изпълнява четиригодишен пилотен проект за създаване на PHA, използвайки хранителни отпадъци. Тъй като отпадъците винаги ще бъдат с разнообразна хранителна стойност, той използва тъмна ферментация, добре установен метод за пречистване на отпадъчни води, за да направи отпадъците по-хомогенни. Първо, хранителните отпадъци се поставят в дигестор, запечатан контейнер, където микроорганизмите разграждат органичните материали. Тези отпадъци се разграждат на „коктейл от мастни киселини“, подобен на течността на дъното на компоста, наричан галено „компостен чай“. Този еднороден материал след това се подава към микроорганизми, които се размножават и произвеждат PHA, докато процес на филтриране на вода, подобен на този на Zhang, извлече PHA. Първоначалните разходи за неговата технология са предизвикателство. Неговата 100-литрова машина за разграждане, взета назаем от Мичиганския университет, струва колосалните 300 000 долара. За разлика от това, биореакторът на Джан от UC Davis е 50 000 долара, тъй като нейният процес не изисква пълна стерилизация.





Биопластика в бъдещето Най-широкото приложение на биопластмасата днес е опаковането. През 2022 г. само около 9 процента от опаковките са биоразградими, според една изследователска фирма. Повечето чаши за кафе са облицовани с обикновена пластмаса, за да не изгорите ръцете си. Starbucks обяви през януари 2024 г., че има за цел да направи 100 процента от своите чаши компостируеми, рециклируеми или повторно използвани до 2030 г. Изследователи като Wang казват, че PHA вероятно ще могат да действат подобно на облицовките, направени от традиционни пластмаси. Компании като Coca-Cola, най-големият известен участник в глобалните маркови пластмасови отпадъци, Target и General Mills, сформираха Пакта за пластмаси на САЩ през 2021 г., за да приемат опаковки от 100 процента биоразградими, рециклируеми и компостируеми материали до 2030 г. Членовете на пакта увеличиха количеството повторно използвани, рециклирани или компостируеми опаковъчни материали от 37 процента през 2020 г. до 47,7 процента през 2022 г. Тъй като производствените методи се подобряват и разходите стават по-конкурентни, биопластмасите имат потенциала да се използват в различни индустрии, включително медицина, автомобилостроене, опаковки и селско стопанство, осигурявайки устойчива алтернатива на традиционните пластмаси, според Рафаел Аурас, професор в Факултета по опаковане на Мичиганския държавен университет. Производители на автомобили като Ford и General Motors вече използват полиуретани на соева основа за производството на седалки, облегалки за глава и уплътнения на гуми.



Тези на пазара на биопластмаси са затаили дъх, докато очакват решение от комитет на ООН следващата есен, което може да принуди компаниите, които използват хибрид от биопластмаси и изкопаеми горива в своите продукти, да създават продукти, които са изцяло биоразградими. Насоките за етикетиране, идентифициращи видовете биопластмаси, „биха допринесли много“, казва Франк Франциози, изпълнителен директор на Съвета за компостиране на САЩ. Без стандартизирано етикетиране на компостируеми продукти, потребителите не знаят точно какво купуват и как да го изхвърлят, добавя Франсиози. Всички усилия, положени за производството на пластмаса, която в крайна сметка ще се разгради, отиват на вятъра, ако етикетирането заблуждава потребителя, приземявайки пластмасата някъде, където не може да се разгради, увеличавайки количеството пластмасови отпадъци на нашата планета. „Мисля, че това е повече за поставяне на пластмаси на една и съща страница в световен мащаб. Което е стъпка в правилната посока“, казва Франсиози.


Източник: www.nationalgeographic.com