바이오 연료 폐기물을 저렴한 에코 플라스틱으로 바꾸는 방법

바이오 플라스틱 -12-4생분해 성 PLA에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있으며 2020은 연간 약 1 메가톤에이를 것으로 예상됩니다. (제공 : Bo Cheng / ETH Zurich)

생분해 성 플라스틱을 만들기 위해 제조업체는 점차 폴리 락트산 (PLA)으로 전환하고 있습니다. PLA에 대한 수요는 2020이 연간 1 메가톤에이를 것으로 예상됩니다.

현재 대부분의 PLA는 설탕 발효를 통해 생산되지만 연구자들은 바이오 디젤 생산의 부산물 인 글리세롤을 사용하여 저렴하고 청정한 방법을 개발했다고 말합니다.

글리세롤은 1 세대 바이오 연료의 제조 과정에서 생성되는 부산물로서 고급 물질은 아니지만 재와 메탄올의 잔류 물을 포함하고 있습니다.

바이오 플라스틱 2-12-4조잡한 바이오 디젤에는 상당량의 글리세롤 (암상)이 포함되어 있습니다. (제공 : Bo Cheng / ETH Zurich)

ETH Zurich의 박사 과정 학생이며 Konrad Hungerbühler 교수가 이끄는 연구팀의 일원 인 Merten Morales는 "이처럼 쓸데없는 글리세롤을 어떻게 처리해야할지 모르는 사람은 아무도 없습니다.

3의 2014 메가톤이 4의 2020 메가톤 이상으로 증가 할 것으로 예상됨에 따라,이 폐기물은 점차 풍부 해지고 있습니다. 불순물 때문에 글리세롤은 화학 산업 또는 제약 산업에 적합하지 않습니다.

그것은 또한 잘 타지 않기 때문에 좋은 에너지 원이 아닙니다.

"일반적으로 폐수 처리를 거치지 만, 비용을 절약하고 독성이별로 없기 때문에 일부 회사는 하천에서 처리하거나 가축에게 먹이를줍니다. 그러나 이것이 동물들에게 어떻게 영향을 미치는지에 대한 우려가 있습니다. "

CONNUMX보다 적은 20 백분율

이 새로운 방법은 발효에 비해 CO2 배출량을 20 % 감소시킵니다. 생산 된 젖산 1 킬로그램 당 CO6의 2 킬로그램은 기존 기술의 7.5 킬로그램에 비해 새로운 방법으로 배출됩니다.

또한 프로세스의 전체 비용을 낮춤으로써 연구원들은 잠재적 이익의 17 배를 계산했습니다.

"우리의 계산은 다소 보수적입니다."라고 모랄레스는 말합니다. "우리는 상대적으로 좋은 품질의 글리세롤 공급 원료를 사용했습니다. 그러나 이것은 또한 저렴 한 글리세롤과도 작용합니다. "

프로세스 작동 방법

글리세롤은 먼저 디 하이드 록시 아세톤이라 불리는 중간체로 효소로 전환되며, 디 하이드 록시 아세톤은 불균일 촉매에 의해 젖산을 생산하도록 추가 가공됩니다.

화학 생물 공학 연구소의 교수 인 하비에르 페레즈 - 라미레즈 (Javier Pérez-Ramírez)가 이끄는 팀은 높은 반응성과 긴 수명을 가진 촉매를 설계했습니다. 그것은 세공 내부의 화학 반응을 촉진하는 미세 다공성 미네랄, 제올라이트로 이루어져 있습니다.

Pérez-Ramírez 팀은 Hungerbühler의 그룹과 협력하여 단계적으로 촉매를 개선하는 동시에 절차 전반에 대한 라이프 사이클 평가를 수행했습니다.

Peerre Dapsens 박사는 "기존의 방법으로 평가하고 비교하지 않으면 초기 발효 촉매 설계가 발효보다 친환경적이지 않은 것으로 밝혀졌다"면서 " 라미레즈 그룹.

촉매 설계의 여러 측면을 개선함으로써 연구원은 환경 및 경제적 관점에서 설탕 발효를 능가 할 수있었습니다.

산업 프로세스는 재생 가능한 자원으로 전환함으로써 간단히 "지속 가능"으로 전환됩니다.

"그러나 공급 원료에서부터 최종 제품 및 폐기물 관리까지를 포함하여 전체 공정을 고려하면 지속 가능한 생산 방식이 기존 방식보다 반드시 지속 가능하지는 않다는 사실을 발견하게 될 것입니다."라고 세실리아 몬델 리 (Cecilia Mondelli) Advanced Catalysis Engineering 그룹의 선임 과학자이며 연구에 참여했다.

저널의 방법에 대해 더 자세히 읽어보십시오. 에너지 및 환경 과학.

출처: ETH 취리히
기존 연구

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