Doğal Kaynaklardan Sürdürülebilir Plastikler

Endüstriyel biyoteknoloji olarak da bilinen "beyaz biyoteknoloji", optimize edilmiş mikro-organizmalar (maya veya bakteriler) ve/veya enzimler kullanılarak organik kimyasalların ve/veya aktif bileşenlerin üretimini tanımlamaktadr. Bu teknoloji, bilim insanlarına, fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltan ve çevresel etkilerini en aza indiren çevre dostu biyo-yakıtlar, biyo-plastikler ve biyobazlı kimyasalların üretimi gibi çeşitli endüstrilerde sürdürülebilir ve verimli çözümler geliştirme imkanı sağlayarak sayısız fayda sunmaktadır.

Buna ek olarak beyaz biyoteknoloji, daha verimli ve uygun maliyetli üretim proseslerinin oluşturulmasını kolaylaştırarak enerji tüketimini, atık üretimini ve toplam kaynak kullanımını azaltır. Yenilikçi uygulamaları sayesinde, bu alan daha yeşil ve daha sürdürülebilir bir ekonomiye geçişi hızlandırma potansiyeline sahiptir ve teknolojik ilerlemeyi teşvik ederken küresel zorlukların da üstesinden gelir.

Beyaz biyoteknoloji ayrıca daha güvenli ve daha sağlıklı tüketici ürünlerinin geliştirilmesine de katkıda bulunur. Deterjanlar, tekstil ve gıda ürünlerinin işlenmesi için enzimlerin üretilmesinde çok önemli bir rol oynar ve sert kimyasallara olan ihtiyacı en aza indirerek bu işlemlerin verimliliğini artırır.

GEA, özellikle kaynakların korunmasına ve konvansiyonel petrol-bazlı kimyasal ürünlere alternatiflerin ekolojik dostu üretimini sağlamaya yardımcı olan yenilikçi yeni metotlarla her zaman ilgilenmiştir. Ve en başından beri bu yeni teknolojiye inanarak, kongrelerde, bölümler arası uzmanlığın hazırlanmasında ve elbette şirketin yeni teorilerin test edildiği ve uygulandığı şirket-içi teknoloji merkezinde heyecanlı konuşmaların konusu olmuştur.

Önemli bir odak noktası, nişasta, şeker, selüloz ve atık biyokütle gibi doğal, yenilenebilir ham maddeleri çeşitli ara ve son ürünlere dönüştürmek amacıyla mikro-organizmalardan faydalanan prosesler olan biyobazlı kimyasallar ve biyorafineri idi. Özellikle ilgi çekici olan da biyopolimerlerdi. Daha açık konuşmak gerekirse, düzenli polimerler çok büyük makro-moleküllerden oluşan herhangi bir doğal veya sentetik madde sınıfını içerirken, bunların "biyo" kuzenleri ise ya biyolojik bir materyalden kimyasal olarak sentezlenir ya da tamamen canlı organizmalarca biyo-sentezlenir. Petrol bazlı polimerler için bu çevre dostu alternatifler, diğer artılarının yanı sıra sürdürülebilir plastikler yapmak için kullanılabilir. 

Plastik evet. Yağ hayır!

Biyopolimerler daima, yenilenebilir ham maddelerden elde edilir. Fakat muğlak bir terimdir. Bir yandan, tamamen biyolojik olarak parçalanabilen yeni maddeler üretmek için kullanılırlar. Bu, paket servis yiyeceklerin paketlemesi veya çevrimiçi perakendecilerin nakliye amaçlı çantaları için oldukça talep görmektedir. Diğer yandan, araba bağlantı parçaları gibi ürünlerin mümkün olan en uzun süre sağlam, güvenilir ve esnek halde olması gerekir. Biyopolimerler de bunu mümkün kılmaktadır: hem dayanıklı hem de petrol bazlı polimerlerden yapılanlarla aynı güvenlik standartlarını karşılayan plastikler üretmede kullanılabilirler. Biyopolimerlerin bir başka avantajı da mevcut üretim proseslerinin bunları üretmek için kolayca adapte edilebilmesidir. Gıda ve yem sektörü, amino asitlerin üretimi ve kullanımı ile uzun zamandır ilgilenmektedir. Örneğin lisin, hayvancılıkta bir yem olarak kullanılır. Soya, balık unu ve buğday tüketimini azaltır ve dengeli hayvan beslenmesi sağlar. Enzimatik dönüşüm işlemleri, lisin gibi amino asitleri biyopolimerler oluşturmak için bağlayabilir, bu da yem yerine naylon üretmek için kullanılabilir.

Doğal enerji santralleri: Bakteri

Biyopolimerlerin üretildiği süreç de doğaldır. Santrifüjlü separasyon teknolojisi alanında bir uzman olan Ürün Satış Müdürü Jens Bühring, “Mikro-organizmalar bunu bizim için yapıyor,” diye açıklıyor. “Sözde fermentörde, mikro-organizmalar önce şeker veya nişasta ile beslenir ve daha sonra istenen ara ürünleri veya bazen bitmiş polimerleri üretirler.”

Bir diğer seperasyon uzmanı Burkhard Schiemann şöyle ekliyor: “Bakterilerimizi biyopolimer üretmeye motive etmek amacıyla öncelikle ideal çevre koşullarını sağlıyoruz. Diğer bir deyişle, onları oksijen, şeker ve minerallerle besliyoruz. Bakteriler daha sonra kendilerini rahat hissediyor ve çoğalıyorlar. Fermentörde yeterli organizma olduğu zaman, şekeri büyüme ortamından çıkararak veya ortamlarının pH değerini değiştirerek bu çok olumlu koşulları değiştiriyoruz.”

Bu durum, bakterilerin strese girmesine neden oluyor: bir şeylerin değiştiğini ve kendilerini “kötü zamanların” beklediğini düşünüyorlar. Bir başa çıkma mekanizması olarak, organizmalar belirli maddeleri depolar. Bunlar, örneğin polimerler olabilir. “Bakteriler için, bir sonraki adıma hazırlanmada acil bir kaynaktır; Bizim için son derece ilginç olan değerli ve çok yönlü bir kimyasal bileşiktir,” diye sözlerine ekliyor Burkhard. 

Daha fazla sürdürülebilirlik için tam santrifüj gücü

Doğal olarak üretilen polimerleri rekabet gücü yüksek bir ürüne dönüştürmek için, şirketler genellikle GEA’nın separasyon teknolojisine yönelmektedir. Jens Bühring, “Bu doğal fabrikaları ekonomik olarak kullanabilmek için, santrifüjleme bir takım avantajlar sunuyor” diyor. “Biyokütleyi, yani belirli bir alandaki veya hacimdeki organizmaların toplam miktarını veya ağırlığını, ayırmak için kullanılabilecek mekanik bir işlem olarak santrifüjler kaynak dostudur ve çok verimli bir şekilde çalışırlar. İster ham madde ile çalışıyor olsun isterse ara ürünü işliyor olsun, GEA bu alanda kapsamlı bir uzmanlığa sahiptir ve ayrıca çıkış yönlü işleme ekipmanları tedarik etmektedir... son ürüne kadar.”

Faydaları çok çeşitlidir: “Müşterilerimiz, malzeme taşıma ve fermantasyon gibi giriş yönlü proses adımlarının çoğuna zaten çok aşinadır ve hem gereken uzmanlığa hem de ekipmanlara sahiptirler. Sadece birkaç adımda, aynı müşteri artık ek bir pazara da erişebiliyor” diyor Burkhard Schiemann.

Laktik asidi örnek olarak veriyor. Gıda ve içecek endüstrisinde asitleştirici madde olarak bildiğimiz geleneksel kullanımına ek olarak, GEA’nın aktif desteği sayesinde, polilaktik asit (PLA) adı verilen biyo-bazlı ve biyo-bozunur bir plastik için bir bileşen olarak da yaygın kullanıma sahiptir.

“Müşterilerimize proses geliştirme konusunda da yardımcı olabiliriz,” diyor Jens Bühring: “Bunun birçok faydası var, çünkü laboratuvar ölçeğinde mükemmel çalışan prosesler endüstriyel standartlara (veya kapasitelere) her zaman aktarılamayabiliyor. Nahoş sürprizlerden kaçınmak için, uzmanlığımız ve uygun GEA ekipmanları ile yardımcı olmaktan mutluluk duyuyoruz... çünkü hiçbir şey prosesleri birlikte planlamaktan daha ekonomik ve verimli olamaz.”