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白色生物技术适用于可持续塑料

一直以来,科思创专注于化学反应领域,现已成为其核心竞争力。科思创目前正在扩展其在白色生物技术或工业生物技术等相关未来领域的技术。科思创希望不断增加微生物和酶的使用,从而使塑料的工业生产更环保和高效,并以此促进循环经济的发展。

一提到绿、白、红三种颜色的组合,很多人可能会想到意大利国旗。但鲜为人知的是,这三种颜色的组合还在一项开创性的关键技术中发挥了作用:利用微生物和酶来推进现代生活不同领域的发展,并推动创新。绿色生物技术有助于农业发展,例如让植物更耐气候变化,红色生物技术则推动了医学发展,例如生产用于预防冠状病毒的疫苗。

第三个领域是白色生物技术或工业生物技术,这种生物技术越来越多地用于化学和塑料工业。通过微生物和酶(微生物的组成部分),可大幅简化复杂的化学反应,还可以生产出以前无法获得的新化学物质。此外,该工艺条件通常比传统技术更温和:温度和压力更低,需要的潜在有害有机溶剂更少,而且还可以避免或至少大大减少不良副产物。

Sterile working in the laboratory: Anja Späth applies microorganisms on a culture medium plate

成立特别研究小组

为利用白色生物技术在塑料生产方面的潜力,科思创于 2018 年成立了自己的技术中心。该技术中心现还成立了一个特殊研究单位——酶催化初级研究小组,简称 NEnzy。未来五年,该项目将得到德国联邦教育和研究部总计 250 万欧元的资助。因此,科思创预计循环经济将得到进一步的推动,而且科思创的发展将完全建立在循环经济基础上。

生物技术中心负责人 Gernot Jäger 博士表示,“我们以大自然为示例,它产生了惊人的自然发展过程,并且数百万年来一直在实践循环利用。”“借助酶和微生物,我们可以有效地利用替代原料,从而取代化石资源。同时,还可以避免或至少减少多余副产物。”

Gernot Jäger 博士(左)和 Lukas Reisky 博士分别领导着生物技术中心和酶催化初级研究小组。

在与德国亚琛工业大学的密切合作下,研究人员正在研究借助酶来循环利用旧产品和塑料废物。他们还想利用酶来处理塑料生产中的工艺用水。第三个研究重点有针对性地彻底分解自然界中的人造塑料。

“用生物质制备苯胺可减少化工和塑料工业对短缺化石原料的依赖,这项技术是朝着该方向迈出的又一重要步骤”。

Gernot Jäger 博士

博士负责所有商务职能和创新业务。

位于勒沃库森的科思创总部的生物技术专家现在可以使用全新的现代化实验室。该实验室可按 1 毫升到 100 升不等的各种规模精准地呈现生物技术工艺。

大小规模均可实现:Lena Schaffert 博士正在准备一个毫升规模的实验。

适用于由植物制成的化学物质的微生物

此外,科思创正在推进一项特别研究项目:用从植物生物质得到的重要基础化学物质苯胺代替石油;同时促进循环经济发展。为此,科思创与合作伙伴共同开发了一种利用特制微生物的工艺。通过这种工艺,从植物中获得的工业糖会被转化为中间产物。然后在下一步骤中精炼成苯胺。

目前已生产了数吨苯胺材料用于测试目的,并且科思创已成功用植物基苯胺制造出绝缘泡沫样品。科思创目前正在研究在更大的技术规模上进一步测试该工艺。该项目得到了德国联邦食品和农业部的公共资金支持。

借助微生物:完全由植物基苯胺制成的绝缘泡沫样品。

目前全球的苯胺生产量约为 600 万吨,平均每年的增长率约为 3-5%。科思创的产能超过 100 万吨,是化工行业的领先制造商之一。科思创利用苯胺获得 MDI 物质,MDI 主要用作硬质聚氨酯泡沫生产成分。在世界各地,这种材料大多用于建筑物 和冰箱隔热,它为节约能源做出了重大贡献。

不含原油:在新苯胺生产工艺中,生物质被用作原料。

借助白色生物技术,另一种塑料成分—HDMA 前体(用于制造油漆和粘合剂)已经可以按类似规模用植物生产。作为合作关系的一部分,科思创和总部位于美国的生物技术公司 Genomatica 已成功实现这一目标。

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