Banar väg för biologiskt nedbrytbara kemikalier

I de heta källorna på Island, i saltöknar eller andra extrema miljöer lever bakterier som utvecklats för att klara höga temperaturer och tuffa miljöer. Dessa bakterier har fått en viktig plats inom grön kemi. De kan nämligen vara ett verktyg för att tillverka ytbehandlingsmedel, tvättmedel eller andra kemiska produkter.

– Från de organismer som vi hämtar upp använder vi den genetiska koden för att producera just det enzym som vi behöver, berättar Josefin Ahlqvist, programsekreterare för Greenchem där man forskar på möjligheterna med att ersätta traditionella tillverkningsmetoder med hjälp av naturens egna enzymer. Dessutom strävar man efter att ersätta petroleumbaserade kemikalier med förnyelsebara råvaror.

Raps och potatis

Traditionellt när man producerar kemikalier för olika ändamål använder man sig av petroleum som bas. Inom grön kemi vill man undvika mineraloljan och använder hellre förnyelsebara råvaror, som vegetabilisk olja från raps eller kolhydrater från potatis.

För att producera de gröna kemikalierna försöker forskarna få fram de egenskaper de är ute efter genom att använda biologiska processer. Här spelar enzymerna en viktig roll i att få ämnen att reagera med varandra, utan att själva förbrukas. Det kan exempelvis handla om att med utgångspunkt från linolja producera vegetabiliska smörjoljor.

Men det funkar inte med vilka enzymer som helst. Ofta måste de exempelvis klara av höga temperaturer.

– De flesta organismer fungerar bäst i 37 grader. Men i de industriella processerna handlar det om mycket högre temperaturer eller andra extrena produktionsbetingelser där vanliga enzymer kollapsar. Därför letar vi efter organismer som i naturen anpassat sig till dessa miljöer.

Biologiskt nedbrytbara produkter

Ett av de projekt som Greenchem arbetar med går ut på att förändra omättade fettsyror från vegetabilisk olja med hjälp av lipas, som är ett slags enzym, så att det bildas epoxider. Dessa är mycket reaktiva och kan i sin tur används för att producera exempelvis ytbehandlingsmedel för trä. Andra substanser som Greenchem jobbar med är ytaktiva ämnen som kan användas i produkter med rengörande egenskaper som tvättmedel och schampo.

Josefin Ahlqvist framhåller att den stora fördelen med att använda biotekniska produktionsprocesser och förnyelsebara råvaror är att slutprodukten också blir biologiskt nedbrytbar och inte orsakar problem i slutet av sin livscykel. Men det finns också andra fördelar med att använda sig av enzymer i produktionsprocessen.

Bättre kontroll

– Enzymer är mer selektiva, vilket innebär att man får en bättre kontroll över processen och därmed färre biprodukter. Dessutom krävs mindre mängd lösningsmedel och lägre temperaturän vid traditionell kemikalieproduktion. Detta minskar såväl utsläpp av farliga kemikalier som energikostnaderna, förklarar hon.

Miljösystemanalys är en annan viktig gren inom Greenchem. Det är inte självklart att en produkt blir miljövänligare bara för att den använder en förnyELSEbar råvara. Det är många faktorer som ska vägas in, allt ifrån odling av råvara till transporter och den slutliga produktens miljöpåverkan. Josefin Ahlqvist betonar att det är viktigt att se helheten och väga in alla bitar i produktens livscykel för att kunna göra ett miljömässigt riktigt val.

Går in i en ny fas

Med nya forskningspengar går Greenchem nu in i en ny fas där målet är att skala upp processer från laboratorieförsök till pilotnivå. När de första produkterna kommer ut i kommersiell produktion har hon svårt att uppskatta. Just nu handlar det om att utveckla tekniken. Sedan är det upp till industrin att använda den.

– För att en alternativ produkt ska bli ett reellt alternativ för industrin måste den gröna kemin kunna konkurrera med den traditionella, både när det gäller produktionskostnad och funktion. Däri ligger en stor utmaning, säger Josefin Ahlqvist.