Ανακύκλωση πλαστικών σε πολύτιμα βιοπροϊόντα με τη βοήθεια… μικροβίων

Όπως γνωρίζουμε, τα πλαστικά έχουν γίνει αναπόσπαστο μέρος της βιομηχανίας και της ζωής μας, καθώς διευκολύνουν σε μεγάλο βαθμό τις επιλογές στην καθημερινότητά μας λόγω της ανθεκτικότητάς τους σε πλήθος εργασιών. Όμως η ευρεία τους χρήση έχει οδηγήσει σε μια σοβαρή και εντεινόμενη περιβαλλοντική κρίση, με την αυξανόμενη συσσώρευση πλαστικών αποβλήτων. Η παραγωγή πλαστικών έχει αυξηθεί από το 1,5 εκατ. τόνους πλαστικού το 1950 σε πάνω από 360 εκατ. τόνους το 2022.

Κάθε χρόνο, 20 εκατ. τόνοι πλαστικών αποβλήτων καταλήγουν στα υδάτινα οικοσυστήματα, δημιουργώντας τελικά αυτό που χαρακτηρίζεται ως «7^η ήπειρος του πλαστικού». Την ίδια στιγμή οι παραδοσιακές μέθοδοι διαχείρισης πλαστικών αποβλήτων είναι μάλλον ανεπαρκείς και αναποτελεσματικές, ενώ και οι εφαρμοζόμενες διεργασίες ανακύκλωσης αντιμετωπίζουν διάφορες προκλήσεις ποιότητας, τόσο στη συλλογή, όσο και στην επεξεργασία.

Μια εναλλακτική τεχνολογική προσέγγιση που κερδίζει έδαφος τα τελευταία χρόνια είναι η μικροβιακή αναβάθμιση πλαστικών αποβλήτων, δηλαδή η μετατροπή τους σε πολύτιμα βιοϋλικά και βιοδραστικές ενώσεις, μέσω οικολογικής μικροβιακής βιοτεχνολογίας. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιώντας πράσινες βιολογικές/μηχανικές/χημικές τεχνολογίες πραγματοποιείται η ανάκτηση των πλαστικών μονομερών από τα πλαστικά απορρίμματα, τα οποία στη συνέχεια αποτελούν τις πρώτες ύλες για την ανάπτυξη μικροβιακών κυττάρων που λειτουργούν ως «εργοστάσια» για την παραγωγή βιοενεργών ενώσεων.

Τα υλικά αυτά μπορούν να τροφοδοτήσουν στη συνέχεια τις βιομηχανίες παραγωγής των βιοχρωστικών, βιοθεραπευτικών, βιοδιατροφικών, και βιοεπιφανειοδραστικών ενώσεων, καθώς και βιοϋλικών.

Στο πλαίσιο αυτό ξεκίνησε πρόσφατα στο ΕΜΠ το ευρωπαϊκό πρόγραμμα με τίτλο Twinning Innovation Hub for Microbial Platforms in Plastic Upcycling - TwInn4MicroUp (HORIZON-WIDERA-2023) για τη δημιουργία ενός Δικτύου Καινοτομίας για Μικροβιακές Πλατφόρμες στην Αναβάθμιση των Πλαστικών. Το έργο TwInn4MicroUp έχει στόχο να δημιουργηθεί μια νέα αλυσίδα αξίας για το πλαστικό, μετατρέποντας τα πλαστικά μιας χρήσης και τα δύσκολα ανακυκλώσιμα υλικά σε βιοδραστικές ενώσεις και βιοϋλικά επόμενης γενιάς.

Έτσι αναβαθμίζεται η περιβαλλοντική και οικονομική αξία των πλαστικών και υποστηρίζεται η κυκλική οικονομία. Τα πλαστικά απορρίμματα διασπώνται με χρήση πράσινων μεθοδολογιών, όπως υπέρηχοι, UV ακτινοβολία, αντιδραστική εξώθηση σε συνδυασμό με τον ενζυμικό αποπολυμερισμό. Στη συνέχεια, δημιουργούνται τα «εργοστάσια παραγωγής»—μικροβιακά κύτταρα— με χρήση Μοριακής και Συνθετικής Βιολογίας και Μεταβολικής Μηχανικής που τελικά είναι ικανά να παράγουν σημαντικές ποσότητες πολύτιμων και καινοτόμων βιοπροϊόντων και βιουλικών μέσω της ζύμωσης των πρώτων υλών που προέρχονται από πλαστικά απόβλητα.

Στο έργο συμμετέχουν το Centre for Polymer Sustainability (CPS) από το Technological University of the Shannon: Midlands Midwest (Ιρλανδία), το Microbial Biotechnology Laboratory (M4B) από το University of Bari Aldo Moro (Ιταλία), το Eco-biotechnology and drug development group από το Institute of Molecular Genetics and Genetic Engineering (Σερβία), καθώς και δυο ερευνητικές ομάδες της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ, η ομάδα Βιομηχανικής Βιοτεχνολογίας και Βιοκατάλυσης (IndBioCat) και το Εργαστήριο Βιομηχανικής και Ενεργειακής Οικονομίας (ΕΒΕΟ).

Το TwInn4MicroUp θα δημιουργήσει ένα προηγμένο Δίκτυο Έρευνας και Καινοτομίας στη Συνθετική Μικροβιακή Βιοτεχνολογία. Στόχος μας είναι να θέσουμε το ΕΜΠ στον πυρήνα του δικτύου αυτού και να βελτιώσουμε την επιστημονική, καινοτομική και τεχνική αριστεία του ΕΜΠ στον τομέα αυτόν. Ταυτόχρονα όμως επιθυμούμε να δημιουργήσουμε στρατηγικές εταιρικές σχέσεις μεταξύ της εγχώριας, αλλά και διεθνούς βιομηχανίας και πανεπιστημίων και να προωθήσουμε τη σχετική επιχειρηματικότητα και καινοτομία στους τομείς της προστασίας του περιβάλλοντος και της ανακύκλωσης.

Το έργο ξεκίνησε τον Σεπτέμβριο του 2024 και αναμένεται να ολοκληρωθεί σε 3 χρόνια. Έχει στόχο να προσελκύσει ένα ευρύ φάσμα ενδιαφερομένων, συμπεριλαμβανομένων τεχνικών εμπειρογνωμόνων, της επιστημονικής κοινότητας, των βιομηχανιών πλαστικών και βιοτεχνολογίας, τελικών χρηστών, αλλά και των υπευθύνων χάραξης πολιτικής. Στο πλαίσιο του έργου θα φιλοξενούμε και θα συμμετέχουμε σε επιστημονικά φεστιβάλ, ανοιχτές ημερίδες ενημέρωσης και επισκέψεις σχολείων ώστε να αλληλοεπιδράσουμε με το κοινό και να εκπαιδεύσουμε τη νεότερη γενιά σχετικά με τα πλαστικά απόβλητα και την αειφορία.

Οι εκστρατείες ευαισθητοποίησης του κοινού θα σχεδιαστούν ώστε να εμπλακούν και οι τοπικές κοινότητες και να ενημερωθούν σχετικά με τον αντίκτυπο των πλαστικών απορριμμάτων, προωθώντας την περιβαλλοντική ευθύνη στα ζητήματα που σχετίζονται με το πλαστικό.

Η συμμετοχή των πολιτών είναι άλλωστε ο ακρογωνιαίος λίθος της στρατηγικής μας, και στοχεύουμε να ενεργοποιήσουμε τόσο τα συμβατικά, όσο και τα διαδικτυακά μέσα κοινωνικής δικτύωσης για να προσεγγίσουμε ένα ευρύτερο κοινό, ώστε να συζητήσουμε και να προωθήσουμε βιώσιμες πρακτικές ανακύκλωσης. Αλλά και σε επιστημονικό επίπεδο, οι καινοτόμες λύσεις ανακύκλωσης πλαστικών θα επικοινωνηθούν μέσω δημοσιεύσεων, συμμετοχών σε συνέδρια και επιστημονικές εκδηλώσεις, σχετικά βιομηχανικά και ακαδημαϊκά συνέδρια. Επίσης θα συμμετέχουμε ενεργά σε εμπορικές εκθέσεις του κλάδου, στην Εβδομάδα Βιοοικονομίας και σχετικά περιφερειακά φόρουμ.

Φιλοδοξούμε το TwInn4MicroUp να συνεισφέρει στην αλλαγή του τρόπου με τον οποίο διαχειριζόμαστε τα πλαστικά απορρίμματα, χρησιμοποιώντας Συνθετική Μικροβιακή Βιοτεχνολογία. Ανοίγοντας έναν νέο κύκλο ζωής για τα (βιο)πλαστικά προκύπτει πλήθος κοινωνικών, περιβαλλοντικών και οικονομικών ωφελειών.

Οι καινοτόμες λύσεις του έργου μπορούν να μειώσουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των πλαστικών απορριμμάτων, ενώ παράλληλα δημιουργούν οικονομική αξία και προωθούν την έρευνα και την ανάπτυξη, αλλά και την καλύτερη ενημέρωση, ευαισθητοποίηση και εκπαίδευση των πολιτών και ενεργό συμμετοχή τους στη διαδικασία της ανακύκλωσης.

Περισσότερες πληροφορίες για το έργο μπορείτε να βρείτε εδώ.

* Ο κ. Ε. Τόπακας είναι Καθηγητής Βιομηχανικής Βιοτεχνολογίας και Βιοκατάλυσης ΕΜΠ, ο κ. Α. Τσακανίκας Καθηγητής Οικονομικής Αξιολόγησης Συστημάτων Τεχνολογίας, Καινοτομίας και Επιχειρηματικότητας ΕΜΠ και η κ. Χ. Φερούση, PhD Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας, Ερευνήτρια ΕΜΠ.