Токио, Япония, 24 августа 2022 года — Toray Industries, Inc. объявила сегодня, что разработала первую в мире 100% биоиндиковую кислоту, сырье для нейлона 66 (полиамид 66), из сахаров, полученных из несъедобной биомассы. Это достижение стало достигнуто благодаря использованию запатентованного метода синтеза, сочетающего в себе технологию микробной ферментации компании и технологию химической очистки, которая использует разделительные мембраны.

 

Компания начала расширять свои возможности в этой области. Он протестирует полимеризацию нейлона 66, разработает технологию производства, проведет маркетинговые исследования и предпримет шаги по коммерциализации приложений для этой био-адипийской кислоты примерно к 2030 году.

 

Нейлон 66 уже много лет используется в волокнах, смолах и других приложениях благодаря своим исключительно прочным, прочным и жестким свойствам. Давление с целью разработки экологически чистого нейлона 66 возросло в последние годы на фоне растущего осознания необходимости создания устойчивого общества. Одна из проблем заключается в том, что традиционный химический синтез для производства адипической кислоты, сырья нейлона 66, генерирует парниковый газ, называемый монооксидом азота.

 

Торей был первым в мире, кто обнаружил микроорганизмы, которые производят промежуточную адиповую кислоту из сахаров. Компания перенастроила метаболические пути в микроорганизмах для повышения эффективности производства путем применения технологии генной инженерии, которая искусственно рекомбинирует гены для оптимизации синтеза в микроорганизмах. Он также использовал технологии биоинформатики для разработки оптимальных путей микробной ферментации для синтеза. Количество промежуточного продукта, синтезированного микроорганизмами, увеличилось более чем в 1000 раз с момента первоначального открытия, и эффективность синтеза резко улучшилась.

 

Toray использует мембраны обратного осмоса для концентрации промежуточного продукта в процессе очистки. Этот подход более энергоэффективен, чем другие методы, которые не используют эти мембраны.

 

Этот метод производства биоадипической кислоты свободен от выбросов монооксида азота, в отличие от процессов производства адипийской кислоты нефтяного происхождения, и, как ожидается, поможет бороться с глобальным потеплением.

 

Обзор процесса, от несъедобных сахаров из биомассы до нейлона 66

Toray разрабатывает процесс производства сахаров из растительных остатков и других несъедобных растительных ресурсов. Сахара из этого процесса могут быть использованы в качестве сырья для биоадипической кислоты. Таким образом, Toray сможет создать полную цепочку поставок для производства химических веществ из несъедобной биомассы, помогая проложить путь к экономике замкнутого цикла.

 

Достижение Toray частично связано с совместными исследованиями с Национальным институтом передовых промышленных наук и технологий и RIKEN, крупнейшим комплексным исследовательским учреждением Японии. Эти усилия являются частью двух проектов, которые три партнера осуществляют при финансовой поддержке Организации по развитию новой энергетики и промышленных технологий. Первый проект — «Разработка методов производства высокофункциональных биоматериалов с использованием интеллектуальных клеток растений и других организмов», а второй текущий проект — «Разработка технологии производства на основе биотехнологий для ускорения переработки углерода».

 

В соответствии с Toray Group Sustainability Vision компания стремится помочь международному сообществу в достижении устойчивого развития, предлагая инновационные технологии и передовые решения для материалов. Новая технология производства биоадипической кислоты является частью стремления Группы стать углеродно-нейтральной к 2050 году и должна помочь миру преодолеть проблемы в достижении циркулярной экономики.

 

Toray будет продолжать предлагать решения с помощью инновационных технологий и передовых материалов для лучшего, более разнообразного образа жизни и устойчивого общества.

 

 

Обзор технологий

 

1. Технология микробной ферментации

Ферменты, полученные из микробных генов, проводят химические реакции для преобразования сахаров в промежуточный продукт.

 

 

(1) Технология генетической рекомбинации

Позволяет удалять или вставлять гены для более эффективного синтеза.

 

 

(2) Технология биоинформатики

Проектирование оптимального пути ферментации путем выбора наиболее эффективных химических реакций из всех доступных микробных метаболических путей (состоящих из нескольких тысяч реакций).

 

Общие микробные пути

(Тысячи реакций)

 

2. Технология химической очистки с использованием разделительных мембран

Микрофильтрация, ультрафильтрация и нанофильтрационные мембраны отделяют и удаляют нежелательные компоненты в микробном ферментационном бульоне. Мембраны обратного осмоса концентрируют промежуточные продукты. Использование мембран RO может снизить потребление энергии по сравнению с обычной концентрацией при испарении.

 

Мембранная технология очистки биохимических веществ