Onderzoekers in China hebben een microbe ontwikkeld die veelbelovend is als de basis voor een efficiënte manier om polyethyleentereftalaat (PET) af te breken. een veel voorkomende plastic vezel die wordt gebruikt om kleding en wegwerpconsumentenproducten te maken. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in Microbiële biotechnologie op 28 april, 2020.

Het onderzoeksteam van het Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academie van Wetenschappen, onder leiding van universitair hoofddocent Liu Yajun, doctoraat, gericht op het creëren van een stam van de bacterie genaamd Clostridium thermocellum (of C. thermocel ) die PET efficiënter zou afbreken dan de huidige bio-methoden in de industrie. Ze hadden hun zinnen gezet op C. thermocel vanwege zijn potentieel om te gedijen in hete, zuurstofvrije omgevingen.

De gemanipuleerde microben kunnen ook plantaardige vezels afbreken, vond het QIBEBT-onderzoeksteam.

"Omdat C. thermocel kan cellulose op natuurlijke wijze efficiënt afbreken, de C. thermocel een op de strategie gebaseerde strategie zal naar verwachting een groot toepassingspotentieel aantonen bij de biorecycling van gemengd textielafval dat zowel cellulose- als polyesterfracties bevat, ' zei Liu.

De wereldeconomie is momenteel sterk afhankelijk van PET voor een reeks producten. Ongeveer 70 procent van de vezels die bij de productie van kleding worden gebruikt, bevat PET, en de meeste consumentenverpakkingen en drinkflessen worden gemaakt van PET. Niet-gerecycled PET wordt geproduceerd uit fossiele brandstoffen, die gedeeltelijk verantwoordelijk zijn voor door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

Hittevriendelijke microben die PET sneller afbreken dan hun tegenhangers bij gematigde temperaturen, zei prof. Liu. Eerst, haar team verkreeg microben die zouden gedijen boven 60 graden Celsius (140 graden Fahrenheit) - een temperatuur die ideaal is voor het afbreken van PET in zijn samenstellende verbindingen. Ze besloten om te gebruiken C. thermocel , die in de natuur worden aangetroffen in composthopen van bladeren en takken.

Het onderzoeksteam heeft een dun monster PET ondergedompeld in een oplossing die rijk is aan C. thermocel . De testflacons werden 14 dagen op 60 graden Celsius bewaard, op dat moment was ongeveer tweederde van de PET afgebroken tot wat petrochemische ingenieurs 'grondstoffen' noemen:de op koolwaterstof gebaseerde verbindingen die worden gebruikt om een ​​groot aantal plastic en andere producten te maken.

Recyclingfaciliteiten die PET biologisch afbreken, gebruiken meestal microben die zuurstof en lagere temperaturen nodig hebben, waardoor de mechanica van het proces energie-intensiever en duurder wordt.

Bestaande biokatalyseprocessen van hele cellen om PET af te breken zijn ook langzamer dan het proces dat in het onderzoek is onderzocht, waarin ongeveer tweederde van het geteste PET-monster in twee weken werd afgebroken. De huidige processen duren ongeveer zes weken om PET volledig af te breken. Ze vereisen energie-intensieve inputs zoals enorme elektromotoren om de recyclingvaten in beweging te brengen en luchtbellen te injecteren om de temperatuur en het zuurstofniveau op peil te houden.

De mensheid heeft er meer dan 8 voortgebracht, 300 miljoen ton plastic sinds 1950. Recyclingprogramma's hebben al honderden miljoenen tonnen consumentenafval weggeleid van stortplaatsen, volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency. Maar vanaf 2017 het Amerikaanse Environmental Protection Agency meldde dat slechts ongeveer 30 procent van het plastic afval werd gerecycled, met grote hoeveelheden die nog steeds op stortplaatsen terechtkomen en in zee worden gedumpt.

"Als het verder wordt verfijnd en wereldwijd wordt aangenomen, dit nieuwe proces heeft het potentieel om de PET-recyclingenergie tijd en geld te besparen, en om een ​​groter percentage PET weg te leiden van stortplaatsen en oceanen, ' zei Liu.