सस्ते इको-प्लास्टिक में जैव ईंधन अपशिष्ट को कैसे चालू करें

जैव प्लास्टिक- 12-4बायोडिग्रेडेबल PLA की मांग लगातार बढ़ रही है और 2020 द्वारा एक वर्ष में लगभग एक मेगाटन तक पहुंचने की उम्मीद है। (साभार: बो चेंग / ईटीएच ज्यूरिख)

बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक बनाने के लिए, विनिर्माण तेजी से पॉलीएलैक्टिक एसिड (पीएलए) की ओर बढ़ रहे हैं। पीएलए की मांग 2020 द्वारा एक वर्ष में एक मेगाटन तक पहुंचने की उम्मीद है।

वर्तमान में, सबसे पीएलए चीनी किण्वन के माध्यम से उत्पादन किया है, लेकिन शोधकर्ताओं का कहना है कि वे एक सस्ता और क्लीनर जिस तरह से यह उत्पादन करने के लिए विकसित किया गया है: ग्लिसरॉल, उप-उत्पाद बायोडीजल उत्पादन की बर्बादी का उपयोग कर।

ग्लिसरॉल पहली पीढ़ी के जैव ईंधन के निर्माण में एक उप-उत्पाद है, और इस तरह उच्च श्रेणी का नहीं है, लेकिन राख और मेथनॉल के अवशेष हैं।

जैव प्लास्टिक्सएक्सएनयूएमएक्स-एक्सएनयूएमएक्स-एक्सएनयूएमएक्सक्रूड बायोडीजल में पर्याप्त मात्रा में ग्लिसरॉल (डार्क फेज) होता है। (साभार: बो चेंग / ईटीएच ज्यूरिख)

ईटीआर ज्यूरिख में पीएचडी छात्र और प्रोफ़ेसर कोनराड हंगरहुहलर के नेतृत्व में एक शोध दल का हिस्सा मर्टन मोरालेस कहते हैं, "किसी को नहीं पता कि इस ग्लिसरॉल की मात्रा का क्या करना है।"

यह अपशिष्ट पदार्थ अधिक से अधिक प्रचुर मात्रा में होता जा रहा है, 3 में 2014 मेगाटन के साथ 4 द्वारा 2020 मेगाटन से अधिक की वृद्धि की उम्मीद है। इसकी अशुद्धता के कारण, ग्लिसरॉल रासायनिक या दवा उद्योग के लिए उपयुक्त नहीं है।

यह एक अच्छा ऊर्जा स्रोत भी नहीं है क्योंकि यह अच्छी तरह से नहीं जलता है।

“आमतौर पर, इसे अपशिष्ट जल उपचार के माध्यम से जाना चाहिए, लेकिन पैसे बचाने के लिए और क्योंकि यह बहुत विषाक्त नहीं है, कुछ कंपनियां नदियों में इसका निपटान करती हैं या इसे पशुओं को खिलाती हैं। लेकिन इस बारे में चिंता है कि यह जानवरों को कैसे प्रभावित करता है। ”

20 प्रतिशत कम CO2

नई प्रक्रिया किण्वन की तुलना में 2 प्रतिशत के समग्र CO20 उत्सर्जन को कम करती है: उत्पादित लैक्टिक एसिड के प्रति किलोग्राम, XXUMX CO6 के किलोग्राम को पारंपरिक तकनीक के साथ 2 किलोग्राम की तुलना में नई विधि से उत्सर्जित किया जाता है।

इसके अलावा, प्रक्रिया की समग्र लागत को कम करके, शोधकर्ताओं ने संभावित मुनाफे में एक्सएनयूएमएक्स-गुना वृद्धि की गणना की।

"हमारी गणना भी रूढ़िवादी हैं," मोरालेस कहते हैं। “हमने अपेक्षाकृत अच्छी गुणवत्ता का ग्लिसरॉल फीडस्टॉक ग्रहण किया। लेकिन यह कम गुणवत्ता वाले ग्लिसरॉल के साथ भी काम करता है, जो सस्ता भी है। "

प्रक्रिया कैसे काम करती है

ग्लिसरॉल को पहले डिहाइड्रॉक्सीसिटोन नामक एक मध्यवर्ती रूप से एंजाइम में परिवर्तित किया जाता है, जिसे आगे एक विषम उत्प्रेरक के माध्यम से लैक्टिक एसिड का उत्पादन करने के लिए संसाधित किया जाता है।

इंस्टीट्यूट फॉर केमिकल एंड बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर जेवियर पेरेज़-रामिरेज़ के नेतृत्व में एक टीम ने उच्च प्रतिक्रिया और लंबे जीवन काल के साथ एक उत्प्रेरक का डिजाइन किया। इसमें एक सूक्ष्म खनिज, एक जिओलाइट होता है, जिसकी संरचना छिद्रों के भीतर रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सुविधा देती है।

पेरेज़-रामिरेज़ की टीम ने उत्प्रेरक स्टेप को कदम से बेहतर बनाने के लिए हंगरबुहलर के समूह के साथ सहयोग किया, जबकि एक ही समय में एक पूरे के रूप में प्रक्रिया के जीवन-चक्र मूल्यांकन का प्रदर्शन किया।

"पारंपरिक अध्ययन के साथ तुलना और तुलना के बिना, हम अपने अध्ययन के लिए उपयोग किए जाने वाले एक प्रारंभिक उत्प्रेरक डिजाइन से खुश हो सकते थे, जो किण्वन की तुलना में कम पर्यावरण के अनुकूल था," पेरेस डेज़ेंस, पेरेस में पीएचडी छात्र बताते हैं- रामिरेज़ समूह।

उत्प्रेरक डिजाइन के कई पहलुओं में सुधार करके, शोधकर्ता अंततः पर्यावरण और आर्थिक दृष्टिकोण से चीनी किण्वन को पार करने में सक्षम थे।

औद्योगिक प्रक्रियाओं को अक्सर "स्थायी" कर दिया जाता है, बस नवीकरणीय संसाधन में बदलकर।

"हालांकि, पूरी प्रक्रिया को ध्यान में रखते हुए - फीडस्टॉक के स्रोत से अंतिम उत्पाद तक और अपशिष्ट प्रबंधन सहित - आप अक्सर पाएंगे कि एक माना जाता है कि टिकाऊ उत्पादन विधि जरूरी पारंपरिक से अधिक टिकाऊ नहीं है," सेसिलिया मोंडेली कहते हैं उन्नत कैटालिसिस इंजीनियरिंग समूह में एक वरिष्ठ वैज्ञानिक, जो अध्ययन में भी शामिल है।

जर्नल में विधि के बारे में और पढ़ें ऊर्जा और पर्यावरण विज्ञान.

स्रोत: ETH ज्यूरिख
मूल अध्ययन

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