दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में, scientists are quietly working on what could become one of the most significant breakthroughs in sustainable materials science—a novel process that transforms fermentation byproducts into high-performance, पर्यावरण के अनुकूल प्लास्टिसाइज़र।

प्लास्टिक के बिना आधुनिक जीवन की कल्पना भी नहीं की जा सकती है, चिकित्सा उपकरणों से लेकर बच्चों के खिलौनों तक, ये बहुमुखी सामग्री प्लास्टिक बनाने वाले नामक रासायनिक योजकों के कारण लचीली होती हैं।पेट्रोलियम आधारित phthalates इस $ 15 अरब वैश्विक बाजार पर हावी हैं, विशेष रूप से पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) अनुप्रयोगों में।

हालाँकि, वैज्ञानिक साक्ष्य के बढ़ते हुए आंकड़ों से स्वास्थ्य पर चिंताजनक प्रभाव प्रकट होते हैंः

• पशु अध्ययनों में अंतःस्रावी व्यवधान की संभावना
• विकास और प्रजनन संबंधी मुद्दों से सम्भावित संबंध
• दशकों से अधिक के अर्ध-जीवन के साथ पर्यावरणीय दृढ़ता

दुनिया भर के नियामक निकाय इस पर प्रतिक्रिया दे रहे हैं। यूरोपीय संघ ने REACH विनियमों के तहत खिलौनों और बाल देखभाल वस्तुओं में कुछ फ्थालेट को प्रतिबंधित कर दिया है।जबकि कैलिफोर्निया के प्रस्ताव 65 में कई को कैंसरजनक के रूप में सूचीबद्ध किया गया है.

संभावित प्रतिस्थापनों में से, साइट्रेट एस्टर, विशेष रूप से ट्रिब्यूटाइल साइट्रेट (टीबीसी) और इसके एसिटाइलेटेड डेरिवेटिव (एटीबीसी) प्रमुख उम्मीदवारों के रूप में उभरे हैं।खट्टे फलों में पाया जाने वाला एक प्राकृतिक यौगिकइन जैव-आधारित प्लास्टिसाइज़रों में निम्नलिखित शामिल हैंः

• उत्कृष्ट जैवविघटनशीलता (OECD परीक्षणों में 28 दिनों के भीतर 90% विघटन)
• कम विषाक्तता प्रोफाइल (LD50 > 5,000 मिलीग्राम/किलो कृंतक अध्ययनों में)
• पीवीसी अनुप्रयोगों में पारंपरिक फथलेट के साथ तुलनात्मक प्रदर्शन

फिर भी बाजार में प्रवेश पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाओं में निहित एक चुनौती के रूप में पारंपरिक प्लास्टिसाइज़रों की तुलना में लगभग दोगुनी उत्पादन लागत से सीमित है।

एक अभिनव विधि अब खर्चीली शुद्धिकरण के माध्यम से साइट्रिक एसिड को प्रत्यक्ष रूप से कैल्शियम साइट्रेट, किण्वन उप-उत्पाद का उपयोग करके बाईपास करती है।

1. एक ही रिएक्टर में एक साथ अम्लीकरण और एस्टेरिफिकेशन
2. दोहरे कार्य के उत्प्रेरक और कैल्शियम अवसादक के रूप में सल्फ्यूरिक एसिड
3. कैल्शियम सल्फेट के गठन के माध्यम से स्थान पर जल निकासी

यह एकीकृत पद्धति प्रयोगशाला स्तर पर टीबीसी की 92% उपज प्राप्त करती है, पारंपरिक मार्गों की तुलना में 30% सुधार करते हुए कई शोधन चरणों को समाप्त करती है।

विस्तृत गतिज मॉडलिंग से पता चलता है कि यह प्रक्रिया क्यों काम करती हैः

• कैल्शियम सल्फेट उप-उत्पाद लगातार प्रतिक्रिया जल को अवशोषित करता है, उत्पाद के गठन की ओर संतुलन चलाता है
• 90 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया दर पारंपरिक तरीकों की तुलना में तीन गुना बढ़ जाती है
• जीवनचक्र विश्लेषण में ऊर्जा खपत में अनुमानित 40% की कमी

इसके प्रभाव रसायन विज्ञान से परे हैं। जीवनचक्र मूल्यांकन से पता चलता हैः

• पारंपरिक टीबी उत्पादन की तुलना में कार्बन पदचिह्न में 68% की कमी
• किण्वन के उप-उत्पादों के 450,000 मीट्रिक टन का प्रतिवर्ष पुनर्मूल्यांकन करने की क्षमता
• पेट्रोलियम आधारित प्लास्टिसाइज़रों के साथ प्रतिस्पर्धी उत्पादन लागत

उद्योग के विश्लेषकों का अनुमान है कि यदि इस तरह के नवाचारों को व्यावसायिक व्यवहार्यता प्राप्त होती है तो वैश्विक बायो-प्लास्टिकिज़र बाजार 2023 में 1.4 बिलियन डॉलर से बढ़कर 2028 तक 2.3 बिलियन डॉलर हो सकता है।

यद्यपि यह आशाजनक है, लेकिन यह स्केलिंग बाधाएं पेश करती हैः

• ठोस-तरल प्रतिक्रियाओं के लिए निरंतर रिएक्टर डिजाइनों का अनुकूलन
• कैल्शियम सल्फेट उप-उत्पाद की मात्रा का प्रबंधन
• किण्वन प्रक्रियाओं से उत्पन्न कच्चे माल की निरंतर गुणवत्ता सुनिश्चित करना

यूरोप में पायलट प्लांट के परीक्षण चल रहे हैं, जिसके शुरुआती परिणाम 2024 के अंत तक आने की उम्मीद है।यह प्रौद्योगिकी स्थायी प्लास्टिक उत्पादन को फिर से परिभाषित कर सकती है, जिससे उत्पादकों को प्रदर्शन का त्याग किए बिना पेट्रोलियम निर्भरता से बाहर निकलने का एक आर्थिक रूप से व्यवहार्य रास्ता मिल सकता है।.

जैसे-जैसे नियामक दबाव बढ़ता है और हरित विकल्पों की उपभोक्ता मांग बढ़ती है, ऐसे नवाचार अंततः फ्थालेट मुक्त प्लास्टिक को अपवाद के बजाय आदर्श बना सकते हैं।