Elk jaar wordt wereldwijd meer dan 300 miljoen ton plastic geproduceerd, en ongeveer de helft van het geproduceerde materiaal is bestemd voor eenmalig gebruik. In feite is in het laatste decennium meer plastic geproduceerd dan in de hele vorige eeuw. De lage kostprijs, de stevige en soepele eigenschappen, en de grote veelzijdigheid hebben een wegwerpcultuur mogelijk gemaakt die het milieu aantast en vervuilt.
Tot nu toe zijn mechanische en chemische recycling de standaard oplossingen geweest voor de verwerking van afvalplastic. Maar populaire methoden zoals thermische compressie (thermo-mechanische recycling), die alle vormen van plastic kan recyclen, is energie-intensief en maakt de polymeermoleculen minder bruikbaar voor alternatieve toepassingen, beschrijft Israel21c.
Onderzoekers van de Ben-Goerion Universiteit van de Negev bestuderen biologische afbraak door bacteriën, een eenvoudiger en milieuvriendelijker manier om PET (polyethyleen-tereftalaat), het meest gebruikte type plastic in verpakkingen en textiel, af te breken en te recyclen.
In november vorig jaar sloten BGN Technologies (het technologiebedrijf van de Ben-Goerion Universiteit) en het Portugese bedrijf Ecoibéria een overeenkomst voor onderzoek gedurende een jaar om de doeltreffendheid van bacteriële biologische afbraak van PET te bestuderen en aan te tonen.
De resultaten van de gezamenlijke studie kunnen leiden tot een stroomlijning van het huidige omslachtige recyclingproces voor plastic, waarbij plastic flessen worden ingezameld in recyclingbakken waarna ze per soort en kleur worden gescheiden en vervolgens tot kleine snippers worden vermalen en gesmolten tot platen van grondstoffen en vezels.
20 jaar onderzoek
De hoofdonderzoeker in dit project was Prof. Alex Sivan, die 20 jaar geleden op dit gebied begon te werken, toen het wereldwijde onderzoek naar de biologische afbraak van kunststoffen nog in de kinderschoenen stond.
‘We gingen uit van het inzicht dat biologische afbraak voortkomt uit de behoefte van het micro-organisme aan een energie- en koolstofbron,’ vertelt Kushmaro ban BGU’ s afdeling biotechnologie engineering. ‘Daarvoor breken ze organisch materiaal af – koolstofketens, zoals suikers en zelfs eiwitten. Omdat plastic, polyethyleen en PET ook uit koolstofketens bestaan, dachten we dat we een soort ‘verrijkingscultuur’ konden bereiden – grond die in de loop der jaren was vervuild met plastic of PET met zijn oorspronkelijke bacteriële populatie.’
De voor de hand liggende belemmering is dat polyethyleen wordt beschouwd als een niet biologisch afbreekbare stof, vanwege de zeer stabiele koolstof-koolstofverbindingen. De bacteriële afbraak ervan moet dus handmatig in een laboratorium worden ondersteund.
‘Samen met de bacteriën voegden we het materiaal toe dat we wilden dat ze zouden afbreken en we lieten ze een paar weken werken. Na verschillende pogingen zagen we een micro-organisme dat groeit en polyethyleen gebruikt als koolstof- en energiebron. Dit zijn de bacteriën die de polymeren aankunnen,’ legt Kushmaro uit.
‘We begrepen dat de bacterie, om de koolstofverbindingen in de plastic polymeren biologisch te kunnen afbreken, gekweekt moest worden in een koolstofvrije omgeving, zodat de bacterie geen andere keuze had dan de enige beschikbare koolstof in het plastic te verbruiken om te overleven,’ zegt Kushmaro.
‘Natuurlijk is het voor het doel van het proces niet voldoende om de bacteriën alleen koolstofketens te leveren. We moesten ze allerlei toevoegingen geven, zoals stikstof- en fosforbronnen om het voor hen gemakkelijker te maken de afbraak uit te voeren.’
Kushmaro, Sivan en hun onderzoeksteam ontdekten uiteindelijk een aantal soorten bacteriën die in staat zijn om polyethyleen microplastics in bodemmonsters succesvol af te breken.
‘We hebben aangetoond dat binnen 30 dagen 10 tot 20 procent van het gewicht van de bodem verloren is gegaan, alleen al door de afbraakactiviteit van de bacteriën, die tijdens het ademhalingsproces koolstofdioxide uitstootten,’ onthult Kushmaro.
Ecoibéria, dat gespecialiseerd is in het recyclen van PET-flessen, zag het potentieel van het onderzoek van Kushmaro en Sivan en benaderde BGN Technologies. In het kader van de samenwerking zullen in Israël laboratoriumtesten worden uitgevoerd om na te gaan hoe de bacteriën in staat zijn PET af te breken en of de tussenproducten kunnen worden gescheiden en gebruikt als grondstoffen voor de plasticindustrie.
Als dat het geval is, komt er nog een investeringsronde in de pilot. Als de pilot uiteindelijk succesvol is, dan zal het nog zeker twee tot drie jaar aanvullend onderzoek vergen voordat deze technologie in een industriële setting kan worden toegepast.
Wilt u meer nieuws ontvangen over Israël? Klik hier voor de dagelijkse gratis e-mail nieuwsbrief.
Katz beveelt voorbereiding leger op escalatie in Judea en Samaria
“Geen mandaat tot overgave!”
Conferentie van religieuze en confessionele leiders in Jeruzalem
