作者:克劳迪娅·沃尔贝克，弗劳恩霍夫-格萨尔茨堡 细胞破碎前的冻干细菌
信用:弗劳恩霍夫-德国 德国每年人均产生大约38公斤的塑料垃圾
在与斯图加特大学和LCS生命周期模拟公司的一个联合项目中，来自IGB弗劳恩霍夫界面工程和生物技术研究所以及IVV弗劳恩霍夫过程工程和包装研究所的研究人员正在努力建立一个化妆品行业可持续使用生物降解包装材料的整体概念
该项目的重点是聚羟基链烷酸酯(PHAs)，它具有类似于传统塑料的性质，但由微生物生产，不使用化石原料
迄今为止，博士体内的细菌
苏珊·兹贝克在斯图加特的弗劳恩霍夫IGB的实验室一直在研究各种各样的废料，从木材废料、油和糖残渣到生物柴油生产中的甘油
这些碳基饲料源中的每一种都会导致细菌产生特定的细胞内储存颗粒
这些所谓的聚羟基链烷酸酯(PhA)是SusPackaging的重点，SusPackaging是一个研究项目，正在与弗劳恩霍夫IVV在弗莱辛，斯图加特大学和LCS生命周期模拟，位于巴克南镇合作进行
来自IGB弗劳恩霍夫的研究人员正在寻求创造基于生物的、可生物降解的聚合物，以替代化妆品行业中的塑料包装
该项目与众不同之处在于它试图建立一个完全绿色的价值链
作为博士
弗劳恩霍夫IGB公司的安娜·卢卡·巴斯克斯-凯塞多解释说，一个以可持续发展为重点的整体概念是新的:“许多研究都集中在个别方面，但很少看到对整个过程链的考虑一直到对材料质量的评估
" 这个过程始于细菌的培养
医生
食品加工技术集团的集团经理苏珊·兹贝克和她的同事Dr
托马斯·哈恩正在研究如何利用特定的微生物生产不同结构的PHAs，以及饲料的选择如何影响它们的特性
“基本上，我们正在尝试创造新的结构变体，这样我们就可以看到生产的聚合物是否适合作为包装材料，”兹贝克解释说
该工作组得到了斯图加特大学研究人员的支持，他们正在仔细研究微生物的各种特性，包括它们对天然饲料中可能含有的有毒物质的适应程度
用变压技术替代有害溶剂 在对PHAs进行处理和测试之前，必须首先从微生物中提取它们
这是IGB弗劳恩霍夫食品加工技术集团的集团经理巴斯克斯-凯塞多的专业领域
通常，这种所谓的纯化过程使用氯仿等溶剂
然而，正如她所解释的，目标是远离对环境有害的溶剂
相反，她开发了一种纯机械/物理的细胞分裂方法
这种技术被称为压力变化技术(PCT)，包括向含有微生物的发酵液中添加工艺气体
然后将肉汤加压，结果气体渗透到细胞的细胞质中
肉汤中压力的迅速降低会破坏细胞并释放PHA
IGB弗劳恩霍夫实验室细胞破碎和功能材料提取设备
信用:弗劳恩霍夫-德国 净化后，PHA以白色粉末的形式被送到弗赖辛的弗劳恩霍夫IVV
这里，它首先变成颗粒，然后变成聚合物薄膜
对这种聚合物小片的初步测试已经检查了材料特性，如热稳定性、可塑性和各种阻隔性能——如果未来的包装是为了给化妆品成分提供有效的干燥保护，这是必不可少的
医生
IVV弗劳恩霍夫研究所的科妮莉亚·斯特拉姆对目前的结果很满意:“就其机械性能而言，一些PHA类型仍然证明有些难以加工
我们需要做一些调整
但是就其阻隔性能而言，PHAs与其他生物聚合物相比显示出巨大的潜力
“在每个测试周期结束时，她会将结果连同进一步行动的建议一起发送回斯图加特，然后流程再次开始
基于来自弗劳恩霍夫IVV公司的反馈，兹贝克在弗劳恩霍夫IGB公司的工作组已经修改了它的饲料策略
细菌现在被给予额外的共底物，这增加了PHA的戊酸盐含量，从而使最终产品更加柔韧
每一个反馈回路都进一步增强 虽然产量仍然很低，生产需要很长时间，但每个反馈回路的过程都在稳步改善
一旦各个步骤完成，外部项目合作伙伴LCS生命周期模拟公司将进行生命周期分析，评估轮胎生产过程的能效和可持续性，以便与现有过程进行比较
来自弗劳恩霍夫的三名研究人员都认为PHAs有很大的潜力
在未来，尤其是对于一次性包装的小物品，它们可以成为传统石油基塑料的真正替代品
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