تحويل البكتيريا إلى مصانع بلاستيك
تحويل البكتيريا إلى مصانع بلاستيك
فيديو: تحويل البكتيريا إلى مصانع بلاستيك
فيديو: مصنع منتجات ريما للبلاستيك 2023, شهر فبراير
Anonim

وجدت شركة جديدة طريقة لإنتاج بوليمرات من ميكروبات معدلة وراثيًا تتغذى على السكريات ، لتحل محل العمليات القائمة على الوقود الأحفوري.

يمكن أن تعطيك الإشريكية القولونية (E. coli) حالة شديدة من التسمم الغذائي أو ، مع القليل من الهندسة الوراثية ، بلاستيك مفيد. أعلن العلماء في شركة Genomatica ، ومقرها سان دييغو ، عن نجاحهم في معالجة البكتيريا لإنتاج البوتانيديول (BDO) مباشرةً ، وهو مركب كيميائي يستخدم لصنع كل شيء بدءًا من الألياف اللدنة إلى مصدات السيارات ، وبالتالي توفير طريقة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة لصنعه. بدون زيت أو غاز طبيعي.

يقول المهندس الحيوي كريستوف شيلينغ ، الرئيس والمؤسس المشارك للشركة ، التي تم إطلاقها في عام 2000 لتطوير مثل هذه الميكروبات المنتجة للمواد الكيميائية: "لقد صممنا الكائن الحي بحيث يتعين عليه إفراز هذا المنتج حتى ينمو". "مصالح الكائن الحي تتماشى مع اهتماماتنا: إنها تنمو بشكل أسرع عندما ينتج المزيد.".

يمكن زراعة الإشريكية القولونية في خزانات تخمير كبيرة ، تمامًا مثل تلك المستخدمة في تحضير الإيثانول من الذرة ، كما تم تعديلها وراثيًا لتحمل تركيزات عالية من BDO في مياهها. يقول شيلينغ: "في الأصل ، كان BDO سامًا للإشريكية القولونية عند مستويات منخفضة نسبيًا ، لكننا طورنا الكائن الحي بحيث يتحمل الآن التركيز الذي نحتاجه لينمو عنده". "نزرع البكتيريا في السكر والماء لإنتاج المنتج ، ثم نقوم بتنقية هذا المنتج وفصله عن ذلك الماء.".

يحاول شيلينغ وزملاؤه إنتاج BDO أولاً على وجه التحديد لأن الأساليب الحالية لصنعه تتطلب الكثير من الطاقة. يقول الكيميائي هربرت إكسنر ، المدير التنفيذي المسؤول عن إنتاج BDO ومواد كيميائية أخرى في الولايات المتحدة في عملاق الكيماويات BASF ومقره ألمانيا ، وهو أحد أكبر مصنعي BDO في العالم: "أنت بحاجة إلى بعض الطاقة الهامة"

بالإضافة إلى ذلك ، تزداد تكلفة BDO نفسها ، حيث ترتفع من أسفل عملية تصنيع البلاستيك المستخدمة على نطاق واسع ؛ تقول شركة Genomatica إنها غير متأكدة من تكلفة BDO المنتجة للإشريكية القولونية ، مشيرة إلى أن النتائج حتى الآن قد اقتصرت على المختبر.

لكن الشركة تحسب أن عمليتها (حتى بما في ذلك كل الطاقة اللازمة لجمع ونقل المواد الأولية الخام ، والتي تتراوح من السكر إلى السليلوز) تتطلب فقط 32000 وحدة حرارية بريطانية (Btus) من الطاقة ، على الأقل 30 في المائة أقل من الطرق التقليدية. يقول الرئيس التنفيذي كريستوفر جان إن الشركة تخطط لاستخدام "مواد أولية متجددة غير مكلفة ومتاحة بسهولة وغير قابلة للتنافس على الغذاء". ثم يمكن للإشريكية القولونية تحويل هذه السكريات إلى BDO عند الضغط العادي ودرجات حرارة أقل من 105 درجة فهرنهايت (40 درجة مئوية) ، على عكس البدائل البترولية.

يضيف جان: "هذا ليس انحرافًا نحتاج فيه إلى الأبد". ويقول إن الباحثين حتى الآن أنتجوا أقل من رطلين (كيلوغرام) من BDO ؛ يتوقع أن يتم تشغيل مصنع تجريبي في العام المقبل.

يقول Exner من BASF: "الغاز الطبيعي أو النفط من المواد التي يمكن أن تختفي يومًا ما". لكن "الصناعات الكبرى ، مثل شركات تصنيع السيارات ، لا ترغب في دفع سعر أعلى بكثير لمجرد أنك منحت منتجك علامة بيولوجية".

بالنظر إلى أن ثلاثة مليارات رطل (1.4 مليار كيلوغرام) من BDO يتم إنتاجها سنويًا بسعر رخيص نسبيًا ، فإن Genomatica أمامها طريق طويل لتقطعه. لكن الشركة تقترح أن الإشريكية القولونية المعدلة وراثيًا قد تثبت أنها طريقة أكثر استدامة لإنتاج مجموعة من المركبات البلاستيكية الضرورية في المستقبل.

يقول جان: "اخترنا BDO للبدء به لأنه منتج متطور نسبيًا من حيث عدد الخطوات لجعله يبدأ من النفط والغاز". "في حالتنا ، نبدأ بالأرض والمياه وأشعة الشمس لننتهي مع السكر في الماء لإنتاج BDO. الميزة التنافسية المهمة هي طاقة أقل وبصمة بيئية أكثر صداقة."

شعبية حسب الموضوع