Max Home IndustryВ 2010 году исследователь Синтави Сулейман только начала свою первую лабораторную работу в Университете Осаки в Японии.
Ей было поручено модифицировать и экспериментировать с ферментом, который ее коллеги обнаружили в куче гниющих листьев в парке рядом с университетом, под названием LCC — компостная кутиназа из листьев и ветвей.
LCC помогает микробам разрушать восковой налет на листьях, и Сулейман надеялся, что это также поможет разлагать пластик.
Однажды днем она разрезала пластиковую упаковку от наушников и оставила осколки на ночь в воде вместе с несколькими образцами LCC. Утром все выглядело иначе.
«В куске пластика были дырки или какая-то поломка», — вспоминает она. «Это меня так удивило».
Пластиком был ПЭТ, который представляет собой полимер — длинную молекулу, в которой более мелкие химические единицы, называемые мономерами, плотно соединены друг с другом.
Полимеры встречаются в природе повсюду: наиболее распространенным примером является целлюлоза, структурный компонент деревьев и других растений.
Параллельно с ними развивались ферменты, разрушающие их химические связи, позволяя микробам биоразлагать органический материал.
Но ферменты подвергаются воздействию пластика всего несколько десятилетий, поэтому материалы не разлагаются. Однако за последние два десятилетия учёные нашли способ протянуть эволюции руку помощи.
Именно этим занимаются профессор Ален Марти и его коллеги из Тулузского университета во Франции.
За восемь лет они модернизировали компанию LCC (теперь LCCICCG) и превратили ее в обученного специалиста по ПЭТ.
Фермент теперь настолько эффективен, что может полностью расщепить полимер ПЭТ до составляющих его мономеров — производителям химикатов необходимо производить новый пластик. Профессор Марти сравнивает это с разрывом жемчужного ожерелья.
«Мы используем фермент, который можно назвать молекулярными ножницами», — говорит он. «Мы разрываем связь между жемчужинами, освобождаем жемчужины и таким образом, после очистки, мы можем снова продать эти жемчужины».
Сейчас он является главным научным сотрудником компании Carbios, у которой есть демонстрационный завод в Клермон-Ферране, в центральной Франции.
Оно немного похоже на мини-пивоварню с большим цилиндрическим реактором, окруженным другим оборудованием для переработки ПЭТ-пластика.
Самая большая машина из всех, обрабатывающая одежду из полиэстера. Полиэстер, разновидность ПЭТ-пластика, составляет около половины волокна для одежды, производимого в мире.
В конечном итоге большая часть этой одежды сжигается или отправляется на свалку, часто в развивающихся странах.
Но большая машина в Клермон-Ферране предлагает им загробную жизнь, измельчая их, а затем тщательно удаляя пуговицы и блестки.
Обрывки ткани, прошедшие этот процесс, затем подаются в другую машину, где они превращаются в мягкие гранулы. Через эту же машину проходят горы похожих на драгоценные камни осколков пластиковых бутылок, которые также превращаются в гранулы. Этот шаг увеличивает площадь поверхности материала и ослабляет молекулярные связи пластика.
Важно отметить, что гранулы не обязательно должны быть на 100% состоять из ПЭТ. Гранулы из текстиля содержат другие ткани, например хлопок, а бутылки содержат зеленые красители. Также можно обрабатывать смешанные пластмассы, такие как лотки для пищевых продуктов.
Сейчас компания собирается радикально расширить свою деятельность. К 2025 году планируется открыть завод на северо-востоке Франции, который сможет перерабатывать 50 000 тонн ПЭТ-отходов в год — это 300 миллионов футболок или два миллиарда бутылок.
Carbios не стремится стать переработчиком, но будет лицензировать свой процесс другим компаниям, что означает, что у него есть потенциал для быстрого распространения. Они сформировали консорциум с такими крупными брендами, как Nestle, L’Oréal и PepsiCo.
Поскольку здесь производятся те же химические мономеры, которые уже используют производители пластика, необходимы минимальные изменения.
Но знакомство с ее продуктом также является проблемой, поскольку эти неотличимые друг от друга химикаты будут стоить примерно на 60% дороже, чем те, которые производятся нефтехимией.
«Со временем Carbios будет получать доступ ко все большему количеству сырья», — говорит Эммануэль Ладент, исполнительный директор Carbios.
«Таким образом, стоимость сырья снизится, потому что у нас есть доступ к сырью, которое сегодня сжигается или отправляется на свалку».
Он добавляет, что любой будущий налог на выбросы углерода также пойдет им на пользу.
Carbios не одиноки в этом секторе: другие исследовательские группы работают над переработкой ПЭТ с помощью различных ферментов.
Но ни один из них не находится на этапе масштабирования своего процесса.
«Я с большим энтузиазмом отношусь к работе, которую делает Carbios, потому что они как бы прокладывают путь, если хотите», — говорит профессор Энди Пикфорд из Центра инноваций в области ферментов Портсмутского университета. «Если люди увидят, что это работает, то, надеюсь, больше людей купятся на это».
Но он добавляет, что менее оптимистичен в отношении переработки других видов пластика. Некоторые из них, возможно, никогда не будут подлежать вторичной переработке, и нам, возможно, стоит отказаться от использования этих пластиков.
Любой прогресс будет приветствоваться — по данным ОЭСР, менее 10% пластика во всем мире перерабатывается. Ежегодно около половины из 400 миллионов тонн пластиковых отходов в мире отправляется на свалку.
Еще технологии бизнеса
Carbios уже обращает внимание на пластики с более сложной химической структурой. Нейлон занимает первое место в списке, но профессор Марти говорит мне, что для его разблокировки потребуется совершенно другой фермент.
Тем временем Синтави Сулейман, которая впервые стала свидетелем того, как LCC разлагает пластик в 2010 году, довольна прогрессом, достигнутым ее ферментом с тех пор, как она впервые дала ему упаковку для наушников.
«Мне очень повезло, что я познакомилась с LCC», — говорит она. «И я очень надеюсь, что это поможет миру – сделать мир лучше».