गुआंगहुआ वेईये के यांग यिहू: पॉलीलैक्टिक एसिड रासायनिक पुनर्चक्रण का तकनीकी मार्ग, लाभ और भविष्य का बाजार

2006 में, ओपन-सोर्स तकनीक के आगमन के साथ, 3डी प्रिंटिंग (एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग) तकनीक ने यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में गति पकड़नी शुरू कर दी। हालाँकि, उस समय मेरे देश में 3डी प्रिंटिंग अभी भी एक बहुत ही विशिष्ट अनुसंधान क्षेत्र था, और विमान निर्माण जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में इसका अनुप्रयोग अभी शुरू ही हुआ था।

पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) एक पॉलिएस्टर है जो मक्का, कसावा, गन्ना या चुकंदर से प्राप्त पौधों के स्टार्च के किण्वन से बनता है। इन नवीकरणीय सामग्रियों में मौजूद शर्करा को लैक्टिक एसिड में किण्वित किया जाता है, जिसका उपयोग फिर पीएलए बनाने में किया जाता है।

गुआंगहुआ वीये (ब्रांड "eSUN")2002 में स्थापित, शुरू में इसमें विशेषज्ञता हासिल थीलैक्टेट, पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) और पॉलीकैप्रोलैक्टोन (पीसीएल)पांच वर्षों के अनुसंधान और विकास के बाद, गुआंगहुआ वेईये ने 3डी प्रिंटिंग सामग्रियों को अपने प्रमुख विकास क्षेत्रों में से एक बनाने का निर्णय लिया। 2007 में, यह व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) 3डी प्रिंटिंग उपभोग्य सामग्रियों को लॉन्च करने वाली दुनिया की पहली कंपनी बनी, और बाद में "ईसन" ब्रांड की स्थापना की, जो अब 3डी प्रिंटिंग उपभोग्य सामग्रियों के दुनिया के अग्रणी ब्रांडों में से एक बन गया है। 2006 में, कंपनी ने शुरुआत की...पॉलीलैक्टिक एसिड का पुनर्चक्रण और उच्च मूल्यवर्धित पुन: उपयोगशोध।

एक ओर, गुआंगहुआ वेईये अपने उत्पाद अनुप्रयोग क्षेत्रों का क्षैतिज रूप से विस्तार कर रहा है, और दूसरी ओर, यह लगातार अपने ऊर्ध्वाधर एकीकरण को भी गहरा कर रहा है, जो पॉलीलैक्टिक एसिड के लिए एक हरित बंद-लूप औद्योगिक श्रृंखला बनाने के लिए प्रतिबद्ध है।

2013 में, गुआंगहुआ वेईये ने हुबेई प्रांत के शियाओगान में स्वतंत्र बौद्धिक संपदा अधिकारों वाली एक सुविधा का निर्माण किया।"रासायनिक पुनर्चक्रण से लैक्टाइड का उत्पादन करने वाली एक उत्पादन लाइन, जिसकी वार्षिक उत्पादन दर 5,000 टन है।"सामग्री संश्लेषण और संशोधन, अनुप्रयोग, उप-उत्पाद पाचन, और पॉलिमर रसायन पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग को शामिल करते हुए, एक हरित बंद-लूप प्रौद्योगिकी प्रणाली का प्रारंभिक रूप से गठन किया गया है।

दिसंबर 2023 में, गुआंगहुआ वेई ने हेंगटियन चांगजियांग बायोमटेरियल्स कंपनी लिमिटेड (जिसे आगे "हेंगटियन चांगजियांग" कहा जाएगा) की 51.265% इक्विटी का अधिग्रहण पूरा किया, जो क्षैतिज अनुप्रयोग परिदृश्य विकास और ऊर्ध्वाधर औद्योगिक श्रृंखला विस्तार के संदर्भ में गुआंगहुआ वेई के लिए एक और महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।

मुख्य रूप से पॉलीलैक्टिक एसिड फाइबर और उत्पादों के अनुसंधान, विकास और उत्पादन में लगी हेंगटियन चांगजियांग बायोमटेरियल्स कंपनी लिमिटेड ने अब आधिकारिक तौर पर अपना नाम बदल लिया है।यिशेंग न्यू मैटेरियल्स (सूज़ौ) कं, लिमिटेड(जिसे आगे "यिशेंग न्यू मैटेरियल्स" कहा जाएगा), गुआंगहुआ वेईये ने भी इस अधिग्रहण के माध्यम से अपना अधिग्रहण पूरा कर लिया।बायोमेडिकल, 3डी प्रिंटिंग, इको-फाइबर और पर्यावरण के अनुकूल पैकेजिंगचार प्रमुख अनुप्रयोग लेआउटऔर आगे खोलापॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) फाइबर का उत्पादन लैक्टाइड को रासायनिक रूप से पुनर्प्राप्त करके और फिर उसे पीएलए फाइबर में पुनः पिघलाकर किया जाता है।एक हरित बंद-चक्र औद्योगिक श्रृंखला।

यांग यिहु ने कहा, "औद्योगिक श्रृंखला के शीर्ष छोर पर, हमने हुबेई के शियाओगान में 5,000 टन/वर्ष की लैक्टाइड संश्लेषण उत्पादन सुविधा स्थापित की है। लैक्टिक एसिड को कच्चे माल के रूप में उपयोग करने के अलावा, हम लैक्टाइड उत्पादन के लिए पुनर्चक्रित पॉलीलैक्टिक एसिड का भी उपयोग कर सकते हैं। औद्योगिक श्रृंखला के अंतिम छोर पर, यिशेंग न्यू मैटेरियल्स की तकनीक लैक्टाइड को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके पॉलीलैक्टिक एसिड फाइबर का उत्पादन करती है। इस तरह, हमने औद्योगिक श्रृंखला में शीर्ष और अंतिम छोर के बीच संबंध स्थापित किया है और तकनीकी स्तर पर पूरक लाभ प्राप्त किए हैं।"

यूरोपियन प्लास्टिक्स के अनुसार, 2021 में जैव-अपघटनीय सामग्रियों की वैश्विक उत्पादन क्षमता 1.553 मिलियन टन थी, जबकि प्लास्टिक उत्पादों का वैश्विक उत्पादन 390 मिलियन टन था।

इस विशाल अंतर का अर्थ है बाजार की अपार संभावनाएं।

प्लास्टिक के उपयोग को कम करने और उस पर प्रतिबंध लगाने के लिए वैश्विक स्तर पर लगातार हो रहे प्रयासों के मद्देनजर, पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए), जो कि सबसे आशाजनक जैव-अपघटनीय सामग्रियों में से एक है, हाल के वर्षों में वैश्विक स्तर पर उत्पादन क्षमता विस्तार के दौर से गुजर रहा है। 2020 से, टोटलएनर्जीज कॉर्बियन और नेचरवर्क्स जैसी अंतरराष्ट्रीय कंपनियों के साथ-साथ फेंगयुआन ग्रुप, हिसुन बायोमटेरियल्स, जिंदान टेक्नोलॉजी, किंगफा साइंस एंड टेक्नोलॉजी और वानहुआ केमिकल जैसी घरेलू कंपनियों ने भी इस विकास के अवसर का लाभ उठाने के लिए नई उत्पादन क्षमता स्थापित की है।

यांग यिहू का मानना ​​है किहालांकि कच्चे माल की उत्पादन क्षमता का विस्तार पूरी गति से चल रहा है, लेकिन नई आपूर्ति के अनुप्रयोग पक्ष की पूरी तरह से खपत नहीं हो पाई है।

यांग यिहू ने कहा, “हमारा आकलन है कि पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) की अपस्ट्रीम कच्चे माल उत्पादन क्षमता अपेक्षाकृत तेज़ी से बढ़ रही है, लेकिन अगर डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों में तेज़ी नहीं आई, तो डाउनस्ट्रीम बाज़ार को कच्चे माल के उत्पादन में इतनी बड़ी वृद्धि को संभालना मुश्किल हो सकता है। दरअसल, हमने 2006 में ही पीएलए के डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोग परिदृश्यों के विकास और अपशिष्ट पदार्थों के रासायनिक पुनर्चक्रण पर ध्यान देना शुरू कर दिया था, ताकि इन दोनों पहलुओं से समग्र उद्योग विकास की कमज़ोरियों को दूर किया जा सके। इसलिए, 3डी प्रिंटिंग के अलावा, हमने बायोमेडिसिन, इको-फाइबर और बायोडिग्रेडेबल उत्पादों के क्षेत्रों में भी कदम रखा है, जिससे चार प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्र बने हैं।”

हाल के वर्षों में, प्लास्टिक पर वैश्विक प्रतिबंध और उसके उपयोग में कमी के साथ-साथ जैव-सामग्रियों, विशेष रूप से पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) सामग्री प्रौद्योगिकी की बढ़ती परिपक्वता के कारण, पर्यावरण के अनुकूल जैव-अपघटनीय सामग्रियों की बाजार क्षमता में धीरे-धीरे विस्तार हुआ है। हमने भी इस क्षेत्र में अनुप्रयोगों के विस्तार के लिए अधिक प्रयास किए हैं। अब, हमारे डिस्पोजेबल जैव-अपघटनीय उत्पाद और इको-फाइबर उत्पाद 3डी प्रिंटिंग उपभोग्य सामग्रियों के बाद दूसरे सबसे बड़े विकास कारक बन गए हैं।रासायनिक पुनर्चक्रण के माध्यम से उत्पादित लैक्टेट उत्पादों ने भी तेजी से वृद्धि हासिल की है।यांग यिहू ने बताया, "प्रमुख घरेलू फोटोरेसिस्ट कंपनियां हमारे इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड लैक्टेट उत्पादों का उपयोग कर रही हैं। वर्तमान में इनकी मात्रा कम है, लेकिन इनके अनुप्रयोग की संभावनाएं आशाजनक हैं।"

अपशिष्ट पॉलीलैक्टिक एसिड को रासायनिक या यांत्रिक पुनर्प्राप्ति के माध्यम से पुनर्चक्रित किया जा सकता है।अपशिष्ट में संदूषक हो सकते हैं, लेकिन पॉलीलैक्टिक एसिड को नियंत्रित किया जा सकता है...मोनोमर्स के उत्पादन के लिए थर्मल पॉलीमराइजेशन या हाइड्रोलिसिस के माध्यम से रासायनिक पुनर्प्राप्ति।फिर इसे नए पॉलीलैक्टिक एसिड में परिवर्तित किया जाता है। पॉलीलैक्टिक एसिड को कई अन्य प्रक्रियाओं से भी गुजारा जा सकता है...ट्रांसएस्टरीफिकेशन से मिथाइल लैक्टेट बनता है।इससे रसायनों का पुनर्चक्रण संभव हो पाता है।

"हमारी अनूठी एक्स-कॉन्फ़िगरेशन सह-उत्पादन नवाचार प्रौद्योगिकी मॉडल हमें कच्चे माल के स्रोतों और अंतिम उत्पादों में विविधता प्राप्त करने में मदद कर सकती है, जिससे उत्पादन लाइन के कार्यों को समृद्ध किया जा सकता है, उत्पादन प्रणाली की दक्षता में प्रभावी रूप से सुधार किया जा सकता है और ऊर्जा खपत और लागत को कम किया जा सकता है। हम दो कच्चे माल, लैक्टिक एसिड या पुनर्चक्रित पॉलीलैक्टिक एसिड से लैक्टाइड का उत्पादन कर सकते हैं, और फिर इसे आगे बहुलकित करके विभिन्न जैव-सामग्रियां बना सकते हैं।"पॉलीलैक्टिक एसिड कच्चे माल के पुनर्चक्रण को उदाहरण के रूप में लेते हुए, प्राप्तशुद्ध किए गए लैक्टाइड का उपयोग पॉलीलैक्टिक एसिड, पॉलीकैप्रोलैक्टोन या पॉलीओल्स के उत्पादन के लिए अगले पॉलीमराइजेशन चरण में किया जा सकता है।कम शुद्ध किए गए उप-उत्पादों को इथेनॉल के साथ प्रतिक्रिया कराकर रासायनिक रूप से शुद्ध लैक्टेट का उत्पादन किया जा सकता है, या उच्च-शुद्धता वाले लैक्टाइड को सीधे कच्चे माल के रूप में उपयोग करके उच्च-शुद्धता वाला लैक्टेट बनाया जा सकता है।यांग यिहू ने आगे कहा।

2006 में, जब बाजार पॉलीलैक्टिक एसिड की जैव-अपघटनीयता पर केंद्रित था और डिस्पोजेबल उत्पादों के क्षेत्र में इसके फायदों का प्रचार कर रहा था, तब गुआंगहुआ वेईये ने पॉलीलैक्टिक एसिड सामग्रियों के रासायनिक पुनर्चक्रण अनुसंधान में कदम रखा।

क्या जैवविघटनीय पदार्थ पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) का रासायनिक पुनर्चक्रण सार्थक है?

यांग यिहू ने कहा:कुछ हद तक, अपघटन का अर्थ अपशिष्ट का एक रूप भी होता है।।

2012 में, छह वर्षों की तकनीकी सफलताओं के बाद, गुआंगहुआ वेईये ने आधिकारिक तौर पर अपना "..." प्रस्तुत किया।पॉलीलैक्टिक एसिड को पुनर्प्राप्त करने की एक विधि, जिससे परिष्कृत श्रेणी का लैक्टाइड तैयार किया जा सके।"और" के लिए पेटेंट आवेदन2014 में सफलतापूर्वक प्राधिकरण प्राप्त किया गयायह विश्व की पहली ऐसी तकनीक है जो पॉलीलैक्टिक एसिड को रीसायकल करके उच्च शुद्धता वाला लैक्टाइड प्राप्त कर सकती है, और इसके उप-उत्पादों का उपयोग विभिन्न प्रकार के लैक्टिक एसिड एस्टर के उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है, जिससे जैव-आधारित अपघटनीय सामग्रियों के पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग की वैश्विक समस्या का समाधान होता है, और एक बंद-लूप औद्योगिक श्रृंखला का निर्माण होता है जिससे एक "हरित चक्रीय" अर्थव्यवस्था का निर्माण होता है।

इस बीच, हाल के वर्षों में उद्योग जगत द्वारा जैव-अपघटनीय प्लास्टिक के अपर्याप्त निपटान को तेजी से मान्यता दी जा रही है। सिंघुआ विश्वविद्यालय और सिनोपेक द्वारा संयुक्त रूप से जारी "जैव-अपघटनीय प्लास्टिक पर पर्यावरण प्रभाव आकलन और नीति समर्थन अनुसंधान रिपोर्ट" के अनुसार, मेरे देश में 96.77% जैव-अपघटनीय प्लास्टिक का भस्मीकरण और लैंडफिल में निपटान होता है, 3.1% पर्यावरण में रिस जाता है, और केवल 0.007% ही जैविक निपटान सुविधाओं में पहुँचकर पूरी तरह से विघटित हो जाता है।

यूरोपीय आयोग के 2021 में जारी किए गए एसयूपी दिशानिर्देशों में एकल-उपयोग वाले प्लास्टिक उत्पादों में ऑक्सीडेटिव रूप से विघटित होने वाले प्लास्टिक, बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक और कम्पोस्टेबल प्लास्टिक के उपयोग पर प्रतिबंध लगाने का प्रस्ताव था; 2022 में प्रकाशित पीपीडब्ल्यू निर्देश में यह आवश्यक है कि 2030 तक सभी पैकेजिंग पुनर्चक्रण योग्य या पुन: प्रयोज्य होनी चाहिए; और 2023 में प्रकाशित प्रस्तावित एंड-ऑफ-लाइफ व्हीकल (ईएलवी) विनियमों में नई कारों में पुनर्चक्रित सामग्रियों के उपयोग को बढ़ाने का प्रस्ताव था, जिसमें यह निर्दिष्ट किया गया था कि नई कारों में कम से कम 25% पुनर्चक्रित प्लास्टिक होना चाहिए।

ये नीतियां दर्शाती हैं कि यूरोपीय संघ प्लास्टिक के उपयोग को कम करने, पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग करने की अवधारणाओं को बढ़ावा दे रहा है। हालांकि, इन नीतियों के लागू होने से जैव-अपघटनीय प्लास्टिक कंपनियों की उत्पादन क्षमता के विस्तार पर भी रोक लगेगी, जिससे यह सवाल उठता है: क्या जैव-अपघटनीय प्लास्टिक का भविष्य अभी भी सुरक्षित है?

यांग यिहू का मानना ​​है कि कार्बन तटस्थता के संदर्भ में, पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) का जैव-आधारित स्रोत सार्थक और मूल्यवान है। इसलिए, हमें वर्तमान में पीएलए के जैव-आधारित कार्बन पृथक्करण और पर्यावरण मित्रता के लाभों का अधिक से अधिक उपयोग करना चाहिए। एक ओर, हमें टिकाऊ पीएलए उत्पादों, जैसे टिकाऊ पीएलए स्टेशनरी और उच्च-चमकदार पीएलए उच्च-प्रतिबिंबित सिरेमिक कपों का विकास और प्रचार करना चाहिए; दूसरी ओर,उपयोग के बाद पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग के महत्व पर जोर दिया जाना चाहिए।।

"तकनीकी दृष्टिकोण से, पॉलीलैक्टिक एसिड के रासायनिक पुनर्चक्रण के अन्य प्लास्टिक जैसे पीईटी और टीपीयू की तुलना में कई फायदे हैं।"क्योंकि पॉलीलैक्टिक एसिड में केवल एक ही मोनोमर, लैक्टाइड होता है।पुनर्चक्रण के बाद, लैक्टाइड शुद्धिकरण प्रक्रिया के माध्यम से उच्च शुद्धता वाला लैक्टाइड प्राप्त किया जा सकता है। आर्थिक दृष्टिकोण से,पॉलीलैक्टिक एसिड के पुनर्चक्रण से स्टार्च और चीनी के कुछ कच्चे माल को प्रतिस्थापित किया जा सकता है।इससे कुछ हद तक पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) कच्चे माल और खाद्य पदार्थों के लिए मानव संसाधनों के बीच भविष्य की प्रतिस्पर्धा कम हो जाएगी।