นวัตกรรมพลาสติกย่อยสลายได้จากสาหร่าย

ระบบ Algaeventure (AVS) เป็นหนึ่งในสตาร์ทอัพด้านนวัตกรรมจำนวนมากที่เข้าร่วมในโครงการให้คำปรึกษาของแผนก ARPA-E AVS ก่อตั้งขึ้นในปี 2008 โดยได้รับเงิน 5.9 ล้านดอลลาร์ในปี 2009 สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีที่เน้นไปที่การรับพลาสติกจากสาหร่าย อย่างไรก็ตาม เรื่องราวของ AVS เริ่มต้นขึ้นก่อนหน้านี้เมื่อบริษัทแม่ ยูนิเวนเจอร์ ตัดสินใจเริ่มค้นหาทางเลือกทดแทนพลาสติกที่ได้จากปิโตรเลียมแบบดั้งเดิม

การวิจัยและพัฒนาพลาสติกจากสาหร่าย

ระหว่างปี 2004 ถึง 2008 Univenture ระบุถึงความจำเป็นในการค้นหาทางเลือกอื่นแทนพลาสติกทั่วไป เนื่องจากธุรกิจหลักของบริษัทลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้จากซีดีและดีวีดี สิ่งนี้ทำให้พวกเขาต้องตรวจสอบแหล่งที่มาของชีวมวลต่างๆ และพบว่าสาหร่ายเป็นทรัพยากรที่น่าหวัง สาหร่ายไม่เพียงแต่มีวงจรชีวิตสั้นที่ช่วยให้เติบโตได้อย่างรวดเร็ว แต่ยังไม่ต้องการพื้นที่อุดมสมบูรณ์หรือน้ำจืด เพื่อหลีกเลี่ยงการแข่งขันกับพืชอาหาร ซึ่งแตกต่างจากพลาสติกชีวภาพอื่นๆ ที่ทำจากข้าวโพดและอ้อย

สาหร่ายเป็นทางออกที่ดี ไม่ใช่เพียงเพราะอัตราการเติบโตที่รวดเร็วเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะความสามารถในการลดพลังงานในกระบวนการผลิตอีกด้วย การได้รับพลาสติกจากสาหร่ายนั้นมีประสิทธิภาพสูง เหนือกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมที่ใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงที่ใช้พลังงานมากกว่าในการแยกชีวมวลออกจากน้ำ AVS ทุ่มความพยายามในการปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผลเพื่อลดต้นทุนการผลิตพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพชนิดใหม่นี้ โดยจัดการกับความท้าทายทางเทคนิคหลักในการเก็บเกี่ยวและการทำให้สาหร่ายแห้ง

ข้อดีด้านสิ่งแวดล้อมของพลาสติกสาหร่าย

การพัฒนาพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากสาหร่ายไม่เพียงแต่เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากอุตสาหกรรมพลาสติกทั่วไปเท่านั้น เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังนวัตกรรมนี้ยังช่วยสร้างระบบนิเวศทางทะเลได้ เนื่องจากการเพาะเลี้ยงสาหร่ายอย่างมีความรับผิดชอบในฟาร์มในมหาสมุทรที่ได้รับการควบคุมจะช่วยลดความเป็นกรดของมหาสมุทรและก่อให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพ ตามโครงการปัจจุบันบางโครงการ เช่น SeaweedPack การเปลี่ยนพลาสติกแบบเดิมเพียงหนึ่งตันด้วยพลาสติกชีวภาพสาหร่ายสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึง 2 ตันต่อปี

นอกจากนี้ พลาสติกชีวภาพจากสาหร่ายต่างจากพลาสติกชีวภาพอื่นๆ ที่ต้องใช้เงื่อนไขทางอุตสาหกรรมที่เฉพาะเจาะจงในการย่อยสลาย ย่อยสลายได้ 100% ที่บ้าน- ซึ่งหมายความว่าเมื่อทิ้งแล้ว ก็สามารถเปลี่ยนเป็นปุ๋ยหมักได้โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นการปิดวงจรของเศรษฐกิจแบบวงกลมอีกต่อไป

การวิจัยในปัจจุบันและความท้าทายในอนาคต

ปัจจุบัน โครงการวิจัยต่างๆ กำลังพัฒนาการใช้สาหร่ายเพื่อผลิตพลาสติกชีวภาพที่สามารถนำไปใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ เช่นในกรณีของโครงการ SEABIOPLAS ซึ่งได้แสดงให้เห็นว่าการเพาะเลี้ยงสาหร่ายในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำหลายชั้นเชิงบูรณาการสามารถสร้างพลาสติกชีวภาพ และในทางกลับกัน ก็ผลิตผลพลอยได้ที่มีประโยชน์ เช่น อาหารปลา ได้อย่างไร ระบบที่ได้รับการปรับปรุงประเภทนี้ทำให้ปริมาณน้ำตาลในชีวมวลเพิ่มขึ้นสี่เท่า ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตพลาสติกชีวภาพ

เทคโนโลยีที่น่าจับตามองอีกอย่างหนึ่งก็คือ การใช้แบคทีเรีย Haloferax mediterraneiซึ่งเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่ในสาหร่ายเพื่อผลิตโพลีไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (PHA) ซึ่งเป็นโพลีเอสเตอร์ธรรมชาติชนิดหนึ่งที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ วิธีการนี้พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ ใช้จุลินทรีย์เพื่อทดแทนกระบวนการทางเคมีที่ก่อมลพิษ สร้างพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ ซึ่งจะย่อยสลายในเวลาประมาณหนึ่งปี

บริษัทต่างๆก็เริ่มเข้ามาร่วมงานด้วย พลาสติกจากสาหร่าย ทางทะเล เช่น Sway ซึ่งได้พัฒนาระบบการผลิตถุงย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากสาหร่ายทะเลที่เลี้ยงอย่างมีความรับผิดชอบ โซลูชันประเภทนี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงความก้าวหน้าไปสู่โมเดลเศรษฐกิจหมุนเวียนเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวอีกด้วย

โดยสรุป โครงการริเริ่มต่างๆ เช่น AVS, Univenture และหน่วยงานระดับนานาชาติอื่นๆ กำลังแสดงให้เห็นว่าการใช้สาหร่ายในการผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพนั้นเป็นมากกว่าทฤษฎี พลาสติกชีวภาพจากสาหร่ายไม่เพียงแต่เป็นทางเลือกที่ยั่งยืน แต่ด้วยการพัฒนาที่เหมาะสม พวกมันอาจกลายเป็นทางออกหลักสำหรับพลาสติกแบบดั้งเดิม ลดการพึ่งพาน้ำมัน และเป็นทางออกที่แท้จริงในการจัดการกับขยะพลาสติก