حمض البوليلاكتيك هو بلاستيك قابل للتحلل يستخدم بشكل أساسي في مواد التعبئة والتغليف. ومن أجل تلبية الطلب المتزايد عليه، طور الباحثون عملية صديقة للبيئة لتحضير كميات كبيرة من حمض اللاكتيك من الجلسرين، وهو في حد ذاته منتج ثانوي في إنتاج وقود الديزل الحيوي.
[ترجمة د.نحماني موشيه]
حمض البوليلاكتيك هو بلاستيك قابل للتحلل يستخدم بشكل أساسي في مواد التعبئة والتغليف. ومن أجل تلبية الطلب المتزايد عليه، طور الباحثون عملية صديقة للبيئة لتحضير كميات كبيرة من حمض اللاكتيك من الجلسرين، وهو في حد ذاته منتج ثانوي في إنتاج وقود الديزل الحيوي.
تعتبر النفايات البلاستيكية واحدة من المشاكل البيئية الرئيسية اليوم. معظم أنواع البلاستيك لا تتحلل بيولوجيًا، بل تتفتت إلى قطع أصغر وأصغر بينما تظل مادة بوليمرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم أنواع البلاستيك مصنوعة من البترول، وهو مورد يتضاءل بسرعة. وفي الوقت نفسه، هناك بدائل واعدة للبلاستيك، وأحدها هو بوليمر حمض البوليلاكتيك (Wikipedia, PLA): وهو مادة قابلة للتحلل يتم إنتاجها من مصادر متجددة. يستخدم المصنعون هذا البوليمر لصنع أكواب وأكياس يمكن التخلص منها ومواد التعبئة والتغليف الأخرى. ويتزايد الطلب على هذا البوليمر باستمرار، ومن المقدر أن يصل إلى معدل واحد ميغا طن سنوياً بحلول عام 2020.
تقدم المجموعة البحثية من معهد زيورخ للتكنولوجيا (ETH)، بقيادة البروفيسور كونراد هونجربولر من معهد الهندسة البيولوجية والكيميائية، طريقة جديدة لإنتاج حمض اللاكتيك. وتعد هذه العملية أكثر إنتاجية ورخيصة وصديقة للبيئة من عمليات تخمير السكر، وهي العملية المستخدمة اليوم لإنتاج حمض اللاكتيك. أكبر ميزة للطريقة الجديدة تكمن في أنها تستخدم مادة أولية يتم التخلص منها عادةً - وهي مادة الجلسرين.
الجلسرين هو منتج ثانوي في إنتاج الجيل الأول من الوقود الحيوي وبالتالي فإن جودته ليست عالية لأنه يحتوي على بقايا الرماد والميثانول. يقول أحد الباحثين: "لا أحد يعرف ماذا يفعل بهذه الكميات الكبيرة من الجلسرين غير النظيف". أصبحت مادة النفايات هذه أكثر شيوعًا، حيث بلغ حجمها 3 ميجا طن في عام 2014، ومن المتوقع أن يرتفع المعدل إلى أكثر من 4 ميجا طن في عام 2020. ونظرًا لشوائبه، فإن الجلسرين غير مناسب للاستخدام في الصناعة الكيميائية أو الصيدلانية. علاوة على ذلك، فهو لا يحترق جيدًا، وبالتالي فهو ليس مصدرًا جيدًا للطاقة.
![يحتوي وقود الديزل الحيوي الخام على كميات كبيرة من الجلسرين (الطبقة الداكنة في الأسفل). [حقوق الصورة: بو تشينج / المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيوريخ]](https://www.hayadan.org.il/images/content3/2014/12/ga-biodisel-500x441.jpg)
إن الاستفادة من مادة النفايات هذه بتحويلها إلى حمض اللاكتيك يعد في حد ذاته ميزة تجعل الطريقة الجديدة أكثر صداقة للبيئة. في هذه الطريقة، يتم تحويل الجلسرين أولاً بمساعدة الإنزيمات إلى مادة وسيطة تعرف باسم ثنائي هيدروكسي أسيتون، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى حمض اللاكتيك باستخدام محفز كيميائي. يتمتع المحفز المستخدم بتفاعلية عالية وعمر افتراضي طويل. وهو يتكون من معدن صغير المسام، الزيوليت، الذي يتيح تركيبه الداخلي حدوث تفاعلات كيميائية فعالة داخل المسام.
إذا أخذت في الاعتبار الطاقة الموفرة بفضل استخدام الجلسرين الذي لا يتم رميه في النفايات وتحسين الإنتاج، فإن الطريقة الجديدة تقلل إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 30٪ مقارنة بالتخمير: في الطريقة الجديدة، لكل كيلوغرام من عند إنتاج حمض اللاكتيك، تنبعث كمية 6 كجم من ثاني أكسيد الكربون، مقارنة بـ 7.5 كجم في الطرق العادية. ويخلص الباحث الرئيسي إلى أنه "على الرغم من أن معظم شركات البلاستيك الحيوي موجودة حاليًا في الولايات المتحدة الأمريكية، إلا أن العملية بسيطة جدًا ويمكن تطبيقها في بلدان أخرى تنتج الوقود الحيوي وتتلقى منتج الجلسرين الثانوي".
