Исследование биотехнологической переработки полимерной тары

Вермикультивирование довольно часто используется в переработке органических отходов, но в докладе подробней рассказано о наблюдениях за жизнедеятельностью мучных червей в процессе питания полимерами.

Ежегодно в Украине накапливается более 600 тон миллионов бытовых отходов, основную часть которых составляют использованная тара и упаковка на основе синтетических полимерных материалов. Проблема переработки пластика во всем мире стоит довольно остро. Несмотря на развивающиеся технологии и довольно широкий выбор способов утилизации, до сих пор нет единого безопасного для окружающей среды, хотя ученые многих стран мира уверенны в том, что в основе дружественных для человека и среды технологий утилизации должны быть природные процессы – биотехнологические.

Приоритетное производство полимерной тары обусловлено тем, что значительная часть отечественной и импортной техники рассчитана на использование полимерных материалов. Производителями полимерных упаковочных материалов в Украине являются специализированные заводы по переработке пластмасс: Киевский, Харьковский, Прилукский, Луцкий и Симферопольский, которые выпускают продукцию разной ширины и толщины, с печатным рисунком и без него, в том числе термоусадочную, а также мешки и пакеты на основе полиэтиленовой пленки [1].

Довольно популярной во всем мире является упаковка TetraPak. Ее использование позволяет сохранять продукт более длительный срок без дополнительного охлаждения или добавления консервантов. Упаковка является асептической, что позволяет сохранить длительно пригодность пищевых продуктов.

Жизненный цикл упаковки не должен заканчиваться вместе с ее содержимым. В международной практике выработана следующая иерархия способов обращения с отходами упаковки, которая на территории европейских государств законодательно закреплена в Директиве Европейского парламента 2008/98/ЕС:

  • предотвращение;подготовка к повторному использованию;
  • перерабатывание;
  • другие виды утилизации (такие как вырабатывание энергии);
  • ликвидация.

По сравнению с некоторыми другими видами упаковки, которые могут применяться для упаковывания продуктов вторично, упаковка TetraPak не подлежит вторичному использованию в качестве первичной упаковки для пищевых продуктов. Но зато ее успешно перерабатывают в такие виды продукции, как картон, бумага для мешков или другой транспортной тары [2].

Производство пластика стремительно растет, но переработка и утилизация этого продукта сильно отстает, несмотря на то, что вторсырье довольно востребовано на рынке. Основная проблема состоит в реализации системы раздельного сбора мусора. Вторсырье довольно сложно и затратно выделять из общего потока отходов, но несмотря на это в многих крупных городах стали появляться отдельные контейнера для сбора РЕТ-бутылок и другого пластика.

Отходы с высоким содержанием полимеров перерабатываются разными способами, например, химическим или механическим измельчением с дальнейшим использованием полученного пластика в производстве новой тары. Например, тара PET хорошо перерабатывается и из полученного сырья производится новая тара, например, флакон 60 мл.

Но наиболее приемлемыми для окружающей среды являются биотехнологические способы. Уже известно, что полимеры могут переработать в процессе своей жизнедеятельности некоторые виды бактерий, но ученые Стэндфордского университета совместно с учеными Пекинского университета работают над новым исследованием, связанным с переработкой пластика путем вермикультивирования [3].

Известны факты бактериальной деградации пластика в кишечнике животного [4]. Понимание того, как бактерии в мучных червях выполняют этот подвиг, потенциально может дать новые возможности для безопасного управления пластиковыми отходами.

В процессе наблюдения, было выявлено, что мучные черви при отсутствии обычного питания предпочитали пенополистирол. При этом численность особей уменьшилась не значительно, а состояние выживших было удовлетворительным. В процессе своей жизнедеятельности, черви выделяли углекислый газ, как и при любом другом источнике питания.

В течение суток они выделяли основную массу оставшегося пластика в виде биодеградированных фрагментов, похожих на крошечный помет кролика. Мучные черви на устойчивой диете из пенополистирола были такими же здоровыми, как и питавшиеся нормальной пищей, их отходы оказались безопасными для использования в качестве почвы для посевов.

Список литературы

  1. Сирохман, І. В. Товарознавствопакувальнихтоварів і тари: підручник [дляC 40 студ. вищ. навч. закл.] / І. В. Сирохман, В. М. Завгородня. – К.: Центр.учбовоїлітератури, 2009. – 616 с. –ISBN 978–966–364–800–2.
  2. Кривошей, В.Н. Новые возможности вторичной переработки упаковки [Текст] / В.Н. Кривошей // Упаковка меняет нашу жизнь.Поматериаламкомпании TetraPak.–2014. –С. 59–62
  3. Wu, W. Rapid biodegradation of plastics by mealworms (larvae of Tenebrio molitor) brings hope to solve wasteplastic pollution/ Wu, W.; Yang, S.; Brandon, A.M.; Yang, Y.; Flanagan, J.A.; Fan, H.Q.; Cai, S.Y.; Wang, Z. Y.; Din, L.Y.; Daliang, N.; Yang, J.; Ren, J.; Tao, H.C.; Phillips, D.; Ren, N.Q.; Zhou, J.; Waymouth, R.; Criddle, C.S. // American Geophysical Union, Fall General Assembly 2016, abstract id. H24A–03
  4. Narancic,Т., O'Connor, K.E. Microbial biotechnology addressing the plastic waste disaster // Microbial biotechnology.–2017. – 10. –P. 1232–1235.

Авторы: Крусир Г.В., д.т.н., проф., Соколова В.И., аспирант, Одесская национальная академия пищевых технологий, Украина, 65000, Одесса, улица Канатная, 112

Прокомментировать

Рубрика Промышленность

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.