image

Materials & Application

เอนไซม์ที่ย่อยพลาสติกเก่า เพื่อสร้างเป็นพลาสติกใหม่อีกครั้ง

Published Date : 31 Jul 2020

Resource : MDIC

1,120

การรีไซเคิลพลาสติกเป็นกระบวนการที่ดูจะยาก (สำหรับมนุษย์) แต่กลับเป็นสิ่งที่ง่ายมากสำหรับเอนไซม์ของแบคทีเรียที่พบอยู่ในลานฝังกลบ ผลงานของสตาร์ทอัพสัญชาติฝรั่งเศส Carbios ที่ได้ค้นพบและพัฒนาเอนไซม์แบคทีเรียเพื่อใช้ย่อยสลายขวดพลาสติกเก่าภายในไม่กี่ชั่วโมง พร้อมกับช่วยเปลี่ยนวัสดุเป็นสารตั้งต้นทางเคมีสำหรับผลิตเป็นพลาสติกใหม่ได้อีกครั้ง ไอเดียในการย่อยพลาสติกด้วยเอนไซม์นี้ได้รับการสนับสนุนจากกลุ่มคอมมูนิตี้ทางวิทยาศาสตร์ และล่าสุดงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ผลการศึกษาลงในวารสาร Nature 

การใช้เอนไซม์ในการย่อยสลายพลาสติกนี้จะช่วยเพิ่มโอกาสในการรีไซเคิลขวดพลาสติกให้มีคุณภาพเท่าเทียมกับพลาสติกใหม่ที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งมีกระบวนการที่แตกต่างจากการรีไซเคิลด้วยเครื่องจักรแบบเดิมที่นำขวดพลาสติกที่ผ่านการใช้งานแล้วไปล้างให้สะอาด ตัดให้เป็นชิ้นเล็ก ก่อนนำไปสู่กระบวนการหลอมขึ้นรูป ซึ่งพลาสติกรีไซเคิลที่ได้จะมีคุณภาพที่ลดลงไปเรื่อย ๆ ตามจำนวนการรีไซเคิล หรือที่เรียกว่าดาวน์ไซเคิล (Downcycles)”

มาร์ติน สเตฟาน (Martin Stephan) ผู้บริหารของบริษัท Carbios กล่าวว่า “เทคนิคการผลิตขวดใสรีไซเคิลแบบดั้งเดิมเป็นกระบวนการที่มีข้อจำกัด การีไซเคิลให้ได้ขวดพลาสติกใสนั้น จำเป็นจะต้องมีขวดพลาสติกใสเหมือนกันเป็นวัตถุดิบตั้งต้น และคุณก็ไม่สามารถรีไซเคิลไปได้เรื่อย ๆ แบบไม่สิ้นสุด” เพราะหลังจากการรีไซเคิลผ่านไป 6 - 7 รอบ คุณภาพของพลาสติกก็จะลดลง กลายเป็นพลาสติกที่ไม่เหมาะกับการใช้งานในรูปแบบที่ต้องการ  ซึ่งอาจนำไปผลิตได้เพียงชั้นพลาสติกรองหลังพรม หรือท้ายที่สุด ก็ต้องทิ้งเป็นขยะอยู่ดี 

เขากล่าวเพิ่มเติมว่า “ท้ายที่สุดแล้วพลาสติกส่วนใหญ่นั้น จะถูกฝังกลบที่ลานขยะ หรือไม่ก็เข้าเตาเผา ซึ่งทั้ง 2 ทางนั้นไม่น่าใช่ปลายทางที่ถูกต้อง ดังนั้นแล้วนวัตกรรมของเราจึงเป็นทางเลือกใหม่ของการรีไซเคิล” กระบวนการย่อยพลาสติกด้วยเอนไซม์นี้ยังสามารถเปลี่ยนขวดพลาสติกสีดำเป็นเส้นใยพอลิเอสเทอร์ (Polyester) สีขาวสำหรับผลิตเสื้อยืดได้ หรือเปลี่ยนผ้าพอลิเอสเทอร์สีฟ้าให้กลายเป็นขวดพลาสติกสีเขียวก็ได้เช่นเดียวกัน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ของบริษัทได้ศึกษาจุลินทรีย์จำนวนมหาศาลในลานขยะ จนในที่สุดก็ค้นพบเอนไซม์ที่พัฒนาตัวเองให้สามารถย่อยพลาสติกประเภท PET ซึ่งเป็นประเภทที่พบมากที่สุดและถูกผลิตขึ้นเกือบ 70 ล้านตันทั่วโลกในแต่ละปีได้ และเนื่องจากการย่อยด้วยกระบวนการตามธรรมชาตินั้นเป็นไปอย่างช้า ทีมพัฒนาจึงได้เข้าไปปรับปรุงกระบวนการย่อยให้เกิดเร็วขึ้น จนใช้เวลาเพียงแค่ 10 ชั่วโมงเท่านั้น ทั้งขั้นตอนและคุณสมบัตินี้จะช่วยให้เอนไซม์ย่อยสลายพลาสติกได้มากถึง 90% 

แม้ว่าหลายธุรกิจจะเริ่มมุ่งมั่นในการลดการใช้พลาสติกแบบใช้ครั้งเดียว แต่มาร์ตินเองก็กล่าวว่า คนทั่วไปก็ยังมีความต้องการในการใช้งานพลาสติกอยู่ดี ตัวอย่างเช่น การใช้พลาสติกเพื่อช่วยลดขยะอาหารและช่วยทำให้อาหารรักษาความสดใหม่ได้ยาวนานขึ้น ดังนั้นหากพลาสติกยังคงถูกใช้งานอยู่ ก็ต้องมีวิธีการจัดการที่แตกต่างกันออกไป นั่นหมายความว่าเราต้องการโครงสร้างหรือรูปแบบการรีไซเคิลที่มีประสิทธิภาพมากกว่า

“หนึ่งในทางออกคือการให้คุณค่ากับของเสียที่แทบจะไม่มีประโยชน์ นั่นคือสิ่งที่พวกเราทำ การสร้างความเชื่อมั่นและช่วยลดมลพิษจากพลาสติก เพราะแทนที่จะให้พลาสติกกลายเป็นขยะปนไปในสิ่งแวดล้อม เช่นขวดน้ำที่ที่ถูกทิ้งทันทีหลังจากดื่มหมด เราจะยังคงสามารถสร้างคุณค่าใหม่จากการรีไซเคิลด้วยเทคโนโลยีของเรา”

บริษัทขนาดใหญ่หลายแห่งทั้ง L’Oréal น้ำดื่ม Nestlé เครื่องดื่ม PepsiCo รวมถึง Suntory Beverage & Food Europe ได้ร่วมมือกับบริษัท Carbios ในการสนับสนุนให้ผลิตนวัตกรรมนี้ได้ในเชิงพาณิชย์ แต่ทั้งนี้ บริษัท Carbios ได้กล่าววว่าการตีพิมพ์ผลงานของบริษัทเมื่อผ่านการตรวจสอบแล้วลงในวารสารทางวิทยาศาสตร์ที่น่าเชื่อถือจะช่วยเพิ่มพันธมิตรมาร่วมงานได้เพิ่มมากขึ้น

ขณะนี้บริษัทได้ดำเนินการทดลองนำร่องในห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่และกำลังก่อสร้างโรงงานผลิตตัวอย่าง ซึ่งจะเริ่มปฏิบัติการในช่วงปีหน้าเพื่อเก็บข้อมูลให้ได้มากขึ้น และบริษัทจะเริ่มต้นให้สิทธิ์ในการผลิตแก่โรงงานผลิตพลาสติกต่าง ๆโดยบริษัท “Novozymes” ในฐานะบริษัทเทคโนโลยีทางชีวภาพจะเริ่มเดินสายการผลิตเอนไซม์เพื่อย่อยพลาสติกในทุกระดับการใช้งานต่อไป

อ้างอิง: บทความ “This mutant enzyme eats old plastic and spits out the materials to make it new again” โดย ADELE PETERS จาก fastcompany.com