スタートアップ企業Genecisが食品廃棄物を3Dプリント用のバイオプラスチックに変える

2018年9月28日、アンタークティックベアは海外メディアから、トロント大学スカボロー校（UTSC）のエンジニアと卒業生によって設立された学生スタートアップ企業Genecisが、レストランの食品廃棄物を生分解性プラスチック（PHA）に変換し、玩具、フレキシブル包装、3Dプリント用フィラメント、医療用途に使用できるようにしていることを知りました。

「毎年、世界では1兆ドル以上の食品が廃棄されている。私たちにできるのは、その廃棄物をより価値の高いものに変えることだ」とジェネシスの創業者兼CEOのルナ・ユー氏は語った。

彼女はUTSCで学士号と修士号を取得した後、レストランの食品廃棄物をバイオガスに変えるスタートアップ企業で数人の優秀なエンジニアと出会い、廃棄食品を他の材料に変換する微生物学について学びました。その後すぐに、彼女はT・スカーバラに拠点を置くスタートアップ・インキュベーター「ザ・ハブ」の環境科学の専門家と協力し、食品廃棄物から作れる他の製品を特定した。

「私たちは以前、さまざまな種類のバイオラバーやバイオケミカルを検討しましたが、PHAが最も大きな市場性があると感じました。」

PHA（ポリヒドロキシアルカノエート）は、細菌によって生成される高品質の生分解性ポリマーであり、他の形態のバイオプラスチックに比べて多くの利点があります。これらは熱可塑性であるため、簡単に成形してさまざまな製品に作り変えることができます。さらに、他の多くのバイオプラスチックとは異なり、リサイクルプロセスを妨げません。

「多くの人がバイオプラスチックを堆肥にするのではなく、リサイクル用のゴミ箱に捨てているが、熱可塑性プラスチックでなければ、再成形することはできない」とユー氏は語った。「これにより、新しくリサイクルされた製品の物理的特性が破壊され、最終的には分解されます。」しかし、PHAが誤ってリサイクル容器に捨てられた場合、この問題は発生しません。

PHA は陸上環境では 1 年以内に分解され、海洋環境では 10 年未満で分解されます。一方、合成プラスチックは同様の環境では分解するのに数百年かかることがあります。

Genecis は 3 段階のプロセスを使用して PHA を製造します。まず、彼らは嫌気性（酸素のない）細菌の混合物を使用して、食物が胃の中で分解されるのと同じように、食物廃棄物を揮発性脂肪酸に分解しました。次に、脂肪酸は、細胞内で PHA を生成するように特別に選択された好気性 (酸素を含む) 細菌の混合培養物に加えられます。最後に、抽出プロセスを使用して細胞を分解し、プラスチックを収集して精製しました。

食品廃棄物から精製プラスチックを製造するまでのプロセス全体は 7 日未満で完了しますが、バイオガスを生成する同様のプロセスには平均 21 日かかります。

Genecis には現在 2 つの拠点があります。彼らの主な研究室はトロント大学バンティング校とベスト校ビルにあり、パイロット規模のバイオリアクターを扱っています。また、トロント大学スカーバラ校の環境科学・化学ビルにも研究と開発を担当する研究室があります。同社は来年末に実証工場を開設し、毎週3トンの有機廃棄物をPHAに変換する予定だ。

トロント大学スカボロー校の Genecis 研究所にある小規模バイオリアクター。生産プロセスの最適化に役立てられています。

「細菌培養を操作するための最良の条件を見つけ出すために微調整を行っている」とジェネシス社のバイオテクノロジー部門ディレクターでトロント大学スカボロー校の博士研究員であるバニ・サンカー氏は語った。「これには、最高の収穫をもたらす温度、pH、餌の量の組み合わせが含まれます。」

Genecis は、事業開始からわずか 2 年で、スタートアップコンテストで 33 万ドル以上の賞金を獲得しました。ジェネシス社は賞金を使い、現場で有機物を収集し処理できる自動機械のプロトタイプを製作している。完成すれば、機械１台で年間243トンの二酸化炭素排出量を相殺できるとユー氏は語った。「標準的な乗用車は年間4.7トンのCO2を排出します。つまり、レストランは当社の機械を1台使用するだけで、51.7台の自動車の排出量を相殺できることになります」とユー氏は付け加えた。

同時に、Genecis は現在データベースに含まれていない数百種の細菌を培養し、分離しました。

「近い将来、合成生物学を用いた従来の生産方法よりも低コストで、有機廃棄物から特殊化学物質やその他の材料を合成できるようになるだろう」と彼女は語った。

ユー氏は、これらの特殊化学物質は化粧品やヘルスケア産業を含むさまざまな製品に使用できると述べた。「私たちにとって非常にエキサイティングな時期です。」

出典: 3ders

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