Przełomowe odkrycia biotechnologiczne umożliwiają przekształcanie odpadów organicznych w ekologiczne produkty Frakcja organiczna stałych odpadów komunalnych może stać się źródłem wartościowych związków chemicznych dla wielu gałęzi przemysłu. Finansowane przez UE firmy i badacze zdołali wyekstrahować z odpadów organicznych szereg przydatnych produktów, takich jak rozpuszczalniki i tworzywa sztuczne. To kolejny krok, dzięki któremu będziemy w stanie kształtować bardziej zrównoważoną przyszłość dzięki biogospodarce. Technologie przemysłowe © PERSEO Biotechnology W 2019 roku ilość wytworzonych odpadów komunalnych na jednego mieszkańca Unii Europejskiej wyniosła 502 kg, co oznacza spadek o 3 % w porównaniu z szczytową wartością 518 kg na osobę w 2008 roku. Zaledwie mniej niż połowa (48 %) wytwarzanych odpadów komunalnych jest poddawana recyklingowi lub kompostowaniu, podczas gdy reszta trafia na składowiska śmieci lub do spalarni. Materiały organiczne i odpady żywnościowe stanowią największą część wszystkich wytwarzanych odpadów komunalnych – łącznie od 30 % do 50 %. Koncepcja wszechstronnej biorafinerii Zastosowanie procesów recyklingu chemicznego do przekształcania komunalnych odpadów stałych w surowce chemiczne może znacznie poprawić wskaźniki recyklingu odpadów organicznych w produkty o wyższej wartości w porównaniu do kompostowania lub wytwarzania bioenergii. W ramach finansowanego przez UE projektu PERCAL opracowano innowacyjne, ekologiczne rozwiązania w zakresie gospodarowania odpadami, które przybliżają nas do wprowadzenia gospodarki o obiegu zamkniętym. Rozwinięcie i optymalizacja wszechstronnej biorafinerii, w której obok hydrolizy wykorzystana zostanie fermentacja surowców w ramach jednego etapu obróbki, stanowi jakościowy skok w waloryzacji organicznych odpadów komunalnych. Zespół projektu PERCAL postanowił wykorzystać zbudowany przez firmę PERSEO Biotechnology zakład PERSEO Bioethanol®, w hiszpańskiej Walencji, pracujący w skali przedkomercyjnej, który ma możliwość przetwarzania 25 ton odpadów organicznych dziennie. „Opracowana przez nasz zespół technologia pozwala na zastąpienie materiałów kopalnych, umożliwiając wytwarzanie zrównoważonych, wartościowych związków chemicznych z odpadów organicznych, które są następnie wykorzystywane w szerokiej gamie produktów codziennego użytku. Waloryzacja odpadów organicznych powinna zwiększyć konkurencyjność europejskiego przemysłu i zmniejszyć jego presję na środowisko. Mamy nadzieję, ze to zmieni tendencję przekazywania odpadów na wysypiska i do spalarni”, zauważa Caterina Coll, dyrektor generalna PERSEO Biotechnology. Przetwarzanie śmieci na bioprodukty drugiej generacji W projekcie PERCAL jako surowiec do opracowania półproduktów chemicznych o dużym znaczeniu przemysłowym wykorzystano frakcję organiczną stałych odpadów komunalnych. Do związków pośrednich, jakie udało się uzyskać zespołowi, zaliczają się kwas bursztynowy, kwas mlekowy i etanol, które uzupełniają bioetanol wytwarzany przez system biorafinerii PERSEO Biotechnology. Wykorzystując bogate doświadczenie partnera projektu w PERSEO Bioethanol®, naukowcy połączyli kilka skutecznych, dostępnych na rynku koktajli enzymatycznych, które zwiększają skuteczność hydrolizy węglowodanów. Półprodukty chemiczne – kwas mlekowy i bursztynowy – wytworzono przy użyciu nowych metod elektrodializy i elektrolizy membranowej na drodze fermentacji hydrolizatów pochodzących z organicznej frakcji stałych odpadów komunalnych. Badacze dokonali również waloryzacji zawartości białek i lipidów pochodzących z produktów ubocznych fermentacji, aby wyprodukować biopochodne surfaktanty. „Aby zwiększyć produkcję mleczanu etylu z kwasu mlekowego, wykorzystaliśmy prototypową instalację do destylacji reaktywnej. Ten bezbarwny płyn mógłby znaleźć zastosowanie w produktach czyszczących i farbach drukarskich. Stosując odpowiednie katalizatory, uzyskaliśmy również – poprzez reaktywne wytłaczanie kwasu mlekowego i innych komonomerów – odnawialne kleje topliwe, czyli laktyd i (poli)kwas mlekowy. Te kleje typu „co-melt” dają nadzieję na możliwość stosowania ich w przemyśle opakowaniowym”, wyjaśnia Coll. Kwas bursztynowy może służyć jako produkt w produkcji polioli, związków organicznych umożliwiających wytwarzanie elastycznych powłok tekstylnych na bazie poliuretanu. Innowacje opracowane w ramach projektu PERCAL odzwierciedlają skonsolidowaną strategię biotransformacji do produkcji wysokowartościowych środków chemicznych z organicznej frakcji stałych odpadów komunalnych. Dalszy rozwój w zakresie bioprzetwarzania może w przyszłości sprawić, że przetwarzanie odpadów organicznych w użyteczne produkty będzie konkurencyjne w stosunku do istniejących procesów. Słowa kluczowe PERCAL, komunalne odpady stałe, biorafineria, kwas mlekowy, wysokowartościowe środki chemiczne, frakcja organiczna, fermentacja, hydroliza, bioetanol, kwas bursztynowy, biorozpuszczalniki
