Enzim Bazlı Plastiklerin Geri Dönüşümü Daha Enerji Verimli, Daha Çevreci

21 Temmuz 2021 Dergi:

BOTTLE Consortium Effort (Termoplastikler, Çöp Alanları ve Çevre Konsorsiyumu) şişe, giysi, halıda yaygın olarak kullanılan bir plastik türü olan pet'in geri dönüşümünde büyük enerji ve karbon tasarrufu sağlayan model geliştiriyor.
ABD Enerji Bakanlığı'nın (DOE's) Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ve Portsmouth Üniversitesi'nin de aralarında bulunduğu BOTTLE Konsorsiyumundaki araştırmacılar, yaygın bir plastik olan polietilen tereftalat (PET) geri dönüştürmek için enzimlerin daha sürdürülebilir bir yaklaşım olduğunu belirlediler. Tek kullanımlık içecek şişeleri, giysiler ve gıda ambalajları, plastik kirliliğinin çevresel zorluklarının ele alınmasında giderek daha önemli hale geliyor. Bir analiz, enzimle geri dönüştürülmüş PET'in geniş bir enerji, karbon ve sosyoekonomik etki yelpazesinde geleneksel, fosil bazlı PET üretim yöntemlerine göre potansiyel iyileştirmeye sahip olduğunu gösteriyor.
Konsept, geniş ölçekte geliştirilir ve uygulanırsa, PET geri dönüşümü için yeni fırsatlara yol açabilir ve günümüzde geleneksel olarak geri dönüştürülmeyen PET'ten yapılmış tekstillerin ve diğer malzemelerin geri dönüştürülmesi için bir mekanizma oluşturabilir. PET, yılda üretilen 82 milyon ton ile dünyada en bol üretilen sentetik polimerler arasında yer alıyor; PET'in kabaca %54'ü giyim, tekstil ve halı için elyaf üretiminde kullanılmaktadır.
NREL'de kimya mühendisi ve enzim bazlı geri dönüşüme giden yolu özetleyen yeni bir makalenin ilk yazarı olan Avantika Singh, "1950'lerden beri üretilen tüm plastiklerin %10'undan daha azı geri dönüştürülmüştür. Çoğu atık plastik çöplüklere gidiyor" dedi.
Joule dergisinde “Polietilen tereftalatın enzimatik geri dönüşümünün tekno-ekonomik, yaşam döngüsü ve sosyoekonomik etki analizi” makalesi yer almaktadır. Makalenin ortak yazarları; NREL Nicholas Rorrer, Scott Nicholson, Erika Erickson, Jason DesVeaux, Andre Avelino, Patrick Lamers, Arpit Bhatt, Yi Min Zhang, Greg Avery, Ling Tao, Alberta Carpenter ve Gregg Beckham’ın yanı sıra BOTTLE üyesi olan Birleşik Krallık'taki Portsmouth Üniversitesi Enzim İnovasyon Merkezi'nden John McGeehan ve Andrew Pickford’tur.
BOTTLE, plastik kirliliği sorununu iki yenilikçi yaklaşımla çözmeye çalışıyor: (1) enerji verimli, uygun maliyetli ve ölçeklenebilir geri dönüşüm ve ileri dönüşüm teknolojileri geliştirmek ve (2) modern plastikleri tasarım gereği geri dönüştürülebilir olacak şekilde tasarlamak.
Yeni araştırma makalesi, plastik geri dönüştürülebilirlik sorununu ele alıyor. Okyanuslarda ve diğer su yollarında yüzen atılmış şişelerin görüntüleri, plastik atıkların yarattığı sorunlara sadece görsel bir hatırlatma sağlarken, gözle daha az görülen sorun, giyim, tekstil ve halı için elyaf üretiminde kullanılan PET ile ne yapılacağı konusunda kaldı.

Araştırmacılar, Amerika Birleşik Devletleri'nde her yıl tüketilen 3 milyon metrik ton PET'in bir kısmını alacak kavramsal bir geri dönüşüm tesisi modellediler. Enzimatik geri dönüşüm süreci, PET'i iki yapı taşına, tereftalik asit (TPA) ve etilen glikol'e ayırır. Araştırma ekibi, geleneksel fosil bazlı üretim rotalarıyla karşılaştırıldığında, enzimatik geri dönüşüm sürecinin toplam tedarik zinciri enerji kullanımını %69-%83 oranında ve sera gazı emisyonlarını TPA'nın kilogramı başına %17-43 oranında azaltabildiğini belirledi. Ek olarak, Amerika Birleşik Devletleri'nde işlenmemiş TPA ve geri dönüştürülmüş TPA'nın ekonomi çapında bir karşılaştırması, iki sürecin çevresel ve sosyoekonomik etkilerinin tedarik zincirlerinde eşit olarak dağıtılmadığını göstermektedir. Önerilen geri dönüşüm süreci, çevresel etkileri %95'e kadar azaltabilirken, malzeme geri kazanım tesislerinde yerel işler de dahil olmak üzere %45'e kadar daha fazla sosyoekonomik fayda sağlayabilir.
Çalışma ayrıca enzimatik PET geri dönüşümünün saf PET üretimi ile maliyet eşitliği sağlayabileceğini tahmin ediyor, böylece bu enzim teknolojisinin giysi ve halı gibi atık PET açısından zengin hammaddelerin geri dönüşümünü sağlamanın yanı sıra PET üretimini karbondan arındırma potansiyelini vurguluyor. 
Singh, "Bu en büyük fırsatlardan biridir. Bu alanı - tekstiller, halı elyafları ve şu anda geri dönüştürülmeyen diğer PET atık plastikleri - yakalayabilirsek, bu gerçek bir oyun değiştirici olabilir" dedi.
Bu araştırma, DOE'nin (ABD Enerji Bakanlığı) Gelişmiş Üretim Ofisi ve Biyoenerji Teknolojileri Ofisi tarafından finanse edilmektedir. 
NREL, ABD Enerji Bakanlığı'nın yenilenebilir enerji ve enerji verimliliği araştırma ve geliştirme konusundaki birincil ulusal laboratuvarıdır.